Estudio de la focalización de haces polarizados. Aplicación en microscopía de barrido

Resumen

Se ha estudiado la focalización de haces polarizados, así como su aplicación en sistemas de microscopía de barrido, y el diseño de técnicas para mejorar la capacidad de resolución de dichos sistemas. Se comienza con la teoría de focalización de haces a través de sistemas ópticos con simetría de revolución, en los casos paraxial y no paraxial, estudiando, en este último, la focalización, tanto escalar, como vectorial y analizando la importancia de algunos parámetros del sistema óptico, como son la apertura númerica y el número de Fresnel . La alta apertura númerica que caracteriza los sistemas de microscopía hace que los efectos debidos al estado de polarización de la luz no puedan obviarse en un estudio riguroso de la formación de imágenes en ellos. En cuanto al número de Fresnel se analiza la dependencia de la estructura del volumen focal con dicho número, comprobando que la posición de la abertura difractante es determinante en el valor del citado parámetro, y por tanto, en la geometría del volumen focal. Se comprueba el fenómeno de forma experimental con un dispositivo que permite medir las posiciones de los mínimos de la irradianda axial y observar la pérdida de simetría de la estructura del volumen focal. A continuación se estudia la formación de imágenes en los sistemas de microscopía de barrido, analizando los casos en los que se trabaja por fluorescencia, tanto a uno, como a dos fotones, y el caso particular de microscopía confocal 4Pi. Para mejorar las prestaciones de estos sistemas, caracterizados por una singular capacidad de seccionado óptico y una alta resolución axial y transversal, se propone el uso de técnicas de conformado de la respuesta unidad, que son de especial interés porque permiten obtener mejoras significativas sin necesidad de efectuar modificaciones importantes en la estructura del microscopio. Por un lado, se proponen diferentes tipos de filtros, tanto binarios de ampl