Speckle Reduction in Digital Holographic Microscopy by Physical Manipulation of the Pupil Function

Abstract

ResumenLa Microscopía Holográfica Digital (DHM) es una técnica que ha permitido la medición cuantitativa de las diferencias de fase que los objetos microscópicos introducen en una iluminación coherente. Esta técnica, sin embargo, sufre de la presencia de ruido coherente; este infortunado efecto de la iluminación coherente tiene efectos perjudiciales sobre el poder de resolución y la precisión de las mediciones realizadas, obstaculizando la amplia adopción de tecnologías basadas en DHM. Por lo tanto, el desarrollo de DHM y su efectiva implementación en aplicaciones de imágenes cuantitativas de fase está altamente relacionado con el desarrollo de métodos de reducción de ruido robustos que puedan compensar adecuadamente esta limitación.En la presente tesis de maestría, se proponen e implementan estrategias de reducción de ruido que puedan ser aplicadas a mapas de fase cuantitativos obtenidos numéricamente en microscopía holográfica digital. Para lograrlo, se realizó una revisión del estado del arte de las técnicas existentes para reducción de ruido en mapas de fase, identificando que, si bien existen extensas fuentes literarias que abordar el problema de ruido en holografía digital, la mayoría están orientadas hacia información de intensidad; además, las pocas que están optimizadas para reducción de ruido en fase han sido principalmente empleadas en objetos macroscópicos, por lo que no han sido consideradas las condiciones experimentales específicas de DHM. Bajo esta idea, nuevas técnicas de reducción de ruido que se adaptan a las condiciones experimentales específicas de DHM son propuestas, su factibilidad es estudiada en modelaciones numéricas y resultados experimentales, y sus límites de aplicación establecidos con métricas previamente reportadas en la literatura especializada.Los resultados fueron consolidados en 9 manuscritos sometidos a revistas indexadas de circulación internacional, 7 de estos ya publicados, y 6 presentaciones en eventos internacionales. Estos productos constituyen el núcleo de la presente tesis.