Polarización

Los murciélagos que navegaban como Vikingos

La luz del cielo está ligeramente polarizada, y este hecho lo utilizan algunos animales para orientarse en su navegación. Recientemente se ha observado este comportamiento en el murciélago de orejas de ratón. Sí, un mamífero y con este aspecto:

Murciélago de Orejas de Ratón.

Hasta ahora se había descrito este sensibilidad a la polarización en insectos como las abejas, o en mi animal favorito, la gamba mantis. Pero por primera vez se ha observado que un mamífero le de utilidad a esta sensibilidad.

Se conocía también que los murciélagos se orientaban con el campo magnético de la tierra como algunos pájaros o insectos. Todos estos animales necesitan calibrar cada unos de sus “instrumentos” comparándolos con otros, para calibrar su brújula interna los murciélagos utilizan la polarización de la luz del cielo, como hacían los antiguos Vikingos.

La luz del cielo está ligeramente polarizada de una manera muy curiosa, se polariza linealmente de una forma tangencial a la posición del Sol. La polarización es una propiedad de la luz de la que hemos hablado en este blog varias veces. Aquí, y aquí, por ejemplo. De esta forma cuando el sol esté en el ocaso la luz del cielo estará polarizada de Norte a Sur.

Parece ser que lo primero que hace un murciélago al salir de su madriguera es mirar el cielo, de forma que al detectar el patrón de polarización decide donde está el Norte y el Sur y así tiene una dirección en la que volar y después saber la dirección de su vuelo de vuelta.

Observar el cielo con un polarizador es interesante para saber donde se encuentra el sol, y saber en que dirección estamos navegando incluso con cielos tan nublados como se encontraban los Vikingos por aquellos mares del Norte. Los Vikingos utilizaban el espato de Islandia que es un cristal de calcita transparente que tiene distinto índice de refracción según el eje de incidencia. Cómo usaban esta propiedad para navegar lo explica muy bien @Edocet en: Breve historia de la cristalografía: (X) magia vikinga.

El experimento que han realizado con los murciélagos. Se basa en “engañar” a un grupo de murciélagos colocando unos filtros polarizadores en las cajas donde están contenidos de forma que la orientación de la polarización de estas sea la contraria a la polarización natural. En la siguiente figura se muestran estos esquemas de polarización:

Polarización natural (PN) vs Polarización Desplazada (PS)

Polarización natural (PN) vs Polarización Desplazada (PS)

Como se ha dicho antes la polarización natural será la que es tangencial a la posición del sol, es decir la línea que va de Norte (señalado con N) a sur. La polarización PS es la que se utiliza para engañar a los murciélagos. Lo que se observó es que los murciélagos soltados desde una caja con los filtros orientados en la orientación natural PN, no tenían un rumbo distinto a un grupo de control de murciélagos que no se les había aplicado “tratamiento” de polarización, pero sin embargo si tenían un rumbo distinto de los que habían sido expuestos a una polarización PS (desplazado 90º).

Este experimento soporta la hipótesis de que los murciélagos son sensibles a la polarización, aunque no está claro cual es el mecanismo de detección. En los insectos, peces y otras espécies de animales, la sensibilidad a la polarización está claramente asociada a algunas estructuras en sus ojos, (ver el artículo de la gamba mantis). Sin embargo en los mamíferos no está claro, el único mamífero, que se sepa, a parte de los murciélagos que es sensible a la polarización es el ser humano, y no está claro su función ni el mecanismo. Sí amigos, somos sensibles a la polarización, aunque muy poquito. La luz de un monitor LCD está polarizada, si colocamos una pantalla en blanco frente a nosotros y rotamos con cierta velocidad el monitor veremos una mancha amarillo pálido.

Por último añadir que este post participa en la XXXI Edición del Carnaval de Biología que acoge Retales de ciencia y en la Edición LIV del Carnaval de la Física, hospedado por el Tao de la Física.

¿Nos seguimos leyendo?

@guardiolajavi

Referencias:

Stefan Greif, Ivailo Borissov, Yossi Yovel & Richard A. Holland. “A Functional role of the sky’s polarization pattern for orientation in the greater mouse-eared bat“. Nature Communications

Polarimetría (I): La orientación de los vikingos y de las abejas

¿Cómo es posible el cine en 3-D?

¿Te has preguntado alguna vez cómo funciona el cine en 3-D? Parece ser que Marc Clotet sí que lo ha hecho. Está pregunta forma parte de un concurso que han organizado en el ICFO (Instituto de Ciencias Fotónicas, no lo puedo evitar pero este nombre siempre me recuerda al centro de investigación del Dr. Kabuto 😉 ). En este concurso había que responder con un vídeo de 3 minutos donde se explicase el concepto correspondiente, hay otras preguntas, pero yo me decidí a contestar esta.

En esta entrada intentaré presentar algún detalle más que en el vídeo no pude explicar, y de paso aprovecho para pediros que si os gusta le deis al “Me gusta” en YouTube, porqué también habrá un premio para el más “pesao” de las redes sociales 😉

Para poner en contexto os dejo con el vídeo donde Marc Clotet plantea la duda:

Como veis Marc se pregunta cómo es posible que con unas gafas cuyos cristales aparentemente no tienen diferencia es posible distinguir dos imágenes, en el siguiente vídeo le doy mi respuesta, y detrás del vídeo comentaré algún detalle más, y además os propongo algún experimento muy sencillo.

En 3 minutos no se puede explicar mucho, pero espero haber comentado lo más general (3 minutos que dura el vídeo, si se te ha hecho largo lo siento, pero es por culpa de los títulos y los créditos ;-), además no tiene música porque no se pueden infringir derechos y no quería arriesgarme)

A continuación algunas cosillas más en forma de preguntas y respuestas que creo complementan el vídeo.

¿Cómo se puede grabar una película en 3-D?

Se ha explicado cómo se puede ver una película, pero ¿y la grabación? La respuesta es obvia, se graba con 2 cámaras separadas por un cierto espacio, como la que se muestra en la siguiente imagen.

Cámara capaz de grabar películas en 3-D

Como ves tiene dos lentes, que llevarán a dos sistemas de grabación paralelos, que grabarán la misma imagen pero ligeramente desplazada. Después se podrán reproducir haciéndolas llegar al ojo correspondiente.

Si somos capaces de apreciar la distancia de los objetos es porqué realizamos una triangulación, es más, este sistema se puede utilizar en robótica, o en visión artificial para calcular distancias a objetos. Si conocemos la separación entre las cámaras y podemos calcular los ángulos que forma cada una con un objeto, podemos tener una medida de la distancia. Lo realmente complicado aquí es el reconocimiento de imágenes que se tiene que hacer para identificar el objeto en las dos imágenes.

Hay un sistema que utiliza este principio y que está muy extendido, incluso es posible que tengas uno en tu casa: el Kinect de Microsoft.

El Kinect consta de dos cámaras que utiliza para calcular distancias a objetos, para facilitar el reconocimiento utiliza una luz estructurada, pero en el rango de los infrarrojos, con lo que para nosotros es invisible. Una luz estructurada no es otra cosa que mandar un patrón, una especie de rejilla, de forma que es más fácil situarse dentro de la imagen y detectar que estamos viendo el mismo objeto con las dos cámaras.

¿Realmente es fácil generar luz polarizada circular girando a izquierdas y a derechas?

El el vídeo comento que es muy fácil generar luz polarizada circular girando en cada uno de los sentidos, aunque ya hablamos de esto en este blog en la entrada “Viendo la televisión 3-D con tu mascota” comentaré algo que tú mismo podrás comprobar la próxima vez que vayas a ver una película en 3-D.

La luz polarizada circular se produce cuando las componentes del campo eléctrico están desfasadas 90º una con respecto a la otra. Si no estuviesen desfasadas y las dos componentes se mueven al unísono hablaríamos de polarización lineal. Con cualquier otro desfase entre 0º y 90º la curva descrita sería una elipse. Como se dice en el vídeo también puede que gire hacía la izquierda (levógira) o hacía la derecha (dextrógira).

Para conseguir un desfase de 90º se utilizan láminas retardadoras, estas láminas consisten en un material que tiene distinto índice de refracción según la orientación. ¿Y esto que significa? El índice de refracción está relacionado con la velocidad de la luz cuando se propaga por dicho material, de esta forma cuando el campo eléctrico coincida con la orientación donde la luz se mueve más rápido se adelantará, y si coincide con la orientación donde va más lento se retrasará, produciéndose un desfase entre las dos componentes.

En el siguiente vídeo se visualiza lo explicado anteriormente:

Así que ya te puedes imaginar cómo se genera la luz polarizada circular, bastará con incidir con una luz polarizada lineal a una de estas láminas que desfasan las componentes del campo eléctrico, y elegir esta lámina para que el desfase que introduzca sea de 90º. Pues bien esto es lo que hacen las gafas que nos dejan en los cines 3-D. Constan de un polarizador lineal y una lámina retardadora orientadas entre si a 45º en un ojo y a -45º en el otro. De esta forma tendremos luz polarizada circular levógira en un ojo y luz polarizada circular dextrógira en el otro.

El mismo sistema vale tanto para generar luz polarizada circular como para detectarla. Para generar tendremos que hacer pasar la luz primero por el polarizador lineal y después por la lámina, y para detectarla al revés.

Por eso aquí te propongo un experimento que puedes hacer con tus gafas de ver películas en 3-D. Ponte las gafas y colócate frente a un espejo, mirándote fijamente a los ojos cierra alternativamente uno u otro. Verás que se oscurecen los cristales alternativamente. Divertido ¿no?  Las gafas en la dirección desde tus ojos al espejo polarizan la luz circularmente, y desde es el espejo a tus ojo la detectan (bloqueando la que no gira en el sentido que quiere cada cristal).

¿Y las televisiones en 3-D?

Las televisiones 3-D funcionan exactamente igual, pero en este caso es aún más sencillo.

Casi todas las pantallas planas actuales utilizan dispositivos de cristal líquido. (LCD, Liquid Crystal Display). Para formar la imagen cada pixel está formado por un polarizador lineal a la entrada y un polarizador lineal a la salida. Entre estos dos polarizadores se coloca una celda de cristal líquido que podríamos asimilar a una lámina retardadora que retarda más o menos en función de la tensión eléctrica que le apliquemos. De esta forma podremos hacer coincidir la orientación del polarizador de entrada con el de la salida, con lo que veremos un pixel brillante, o hacer que la polarización sea totalmente cruzada a la de la salida con lo que veremos un pixel negro. Y por supuesto en medio hay una amplia gama de grises. Quien dice grises dice niveles de rojo, azul o verde para tener televisores en color 😉

Lo primero que se deduce de esto es que la luz que proviene de nuestras pantallas LCD está polarizada linealmente, así que podéis hacer un experimento si tenéis una gafas de sol polarizadas. Si miráis vuestro móvil con unas gafas de sol polarizadas podréis observar que hay una orientación en que no podéis ver la pantalla, ya que la orientación de la polarización de salida de la pantalla y la de vuestras gafas serán perpendiculares.

También podréis hacer la prueba con las gafas de ver el cine en 3-D, pero tendréis que darles la vuelta (con la patilla hacia delante) ya que tendremos que enfrentar el polarizador lineal antes que la lámina retardadora.

Hemos visto que a la salida de nuestra televisión tenemos ya luz polarizada lineal. Solo nos queda polarizarla circularmente. Como hemos explicado antes solamente tendremos que añadir una capa más a la televisión que sea una lámina retardadora. Para tener la posibilidad de dos imágenes, lo que se hace es alternar la líneas de píxeles con una lámina orientada a 45º en una fila y en la siguiente a -45º. Así podremos emitir dos imágenes distintas en la misma pantalla y cada una estará polarizada como debe. (Patente de LG que utiliza este principio). Fácil ¿no?

A alguien se le podría ocurrir que bastaría con que las líneas de píxeles estuviesen polarizados linealmente uno en vertical y otro en horizontal, y poner en las gafas polarizadores lineales orientados de esta misma forma. Y tendría razón. Así también se podría ver el cine en 3-D o la televisión. Pero no podrías inclinar la cabeza ni un poco ya que se te mezclarían las imágenes o incluso las podrías intercambiar si te tumbas en el sofá a ver la peli. 😉

Aunque la entrada me ha quedado un poco técnica me gustaría que participará en el Quincuagésimo Primer Carnaval de Física (Abril de 2014) alojado en del Carnaval de la Física cuyo blog anfitrión es ::ZTFNews.”, dedicada al April Fools’ day. Aunque nada de lo que cuento es una broma, haciendo el vídeo me he echado unas risas.

¿Nos seguimos leyendo?

@guardiolajavi

 

 

 

 

Reseña: “Extensión del método del polarímetro lineal para las medidas de retardo con fluctuaciones.”

Quería aprovechar esta entrada para hacer una pequeña reseña de mi primera publicación. En esta publicación se realiza una estimación de las fluctuaciones que se producen en las pantallas de cristal líquido. Más concreto en las pantallas PA-LCoS. ¿De qué estoy hablando? Si gustáis podéis seguir leyendo.

Las pantallas LCoS son unas pantallas de cristal líquido muy usadas cómo modulador espacial de luz (SLM Spatial Light Modulators). En el caso de la PA-LCoS se pueden describir como una lámina retardadora con un retardo controlado por tensión. Una lámina retardadora es un dispositivo óptico que tiene dos índices de refracción distintos, con lo que cambiará el estado de polarización de la luz incidente al producir diferente desfase en las dos componentes del campo eléctrico. Este fenómeno se conoce como birrefringencia, esto es debido a que la estructura del material es anisótropa. Si queréis conocer una aplicación interesante de este tipo de materiales os invito a leer la entrada “Magia Vikinga” de @Edocet.

Este es el aspecto que tiene uno de estos SLM. PA-LCoS

Este es el aspecto que tiene uno de estos SLM. PA-LCoS

En este blog ya explicamos cómo funcionaba una pantalla de cristal líquido. Normalmente las pantallas LCD utilizan un cristal líquido “Twisted Nematic”, donde la orientación de las moléculas es perpendicular en las dos caras, produciéndose un giro en el eje de transmisión de la luz. Las pantallas PA-LCoS se comportan como una lámina retardadora cuyo retardo será distinto dependiendo de la tensión que apliquemos a la celda. Son muy útiles en las aplicaciones en las que queramos modular solo en fase, sin alterar la amplitud. Esto es así ya que la orientación de las moléculas siempre está contenida en un plano. Un ejemplo de aplicación de estos moduladores se puede ver en: “Óptica Adaptativa“.

Existe una forma muy sencilla de medir el retardo introducido por una lámina. Consiste en incidir con luz polarizada lineal en la lámina y medir la intensidad a la salida con otro polarizador orientado en el mismo sentido que el de la entrada y en el sentido perpendicular. Sin embargo este sistema falla si el retardo introducido no es constante. En estos casos este método nos llevaría a unas medidas erróneas.

Medida de la intensidad en función del retardo introducido para distintas amplitudes en la fluctuación.

Medida de la intensidad en función del retardo introducido para distintas amplitudes en la fluctuación.

En la gráfica anterior vemos cómo varía la intensidad medida con el polarizador a la salida en paralelo y cruzado en función del retardo introducido. También apreciamos como conforme se aumenta el el nivel de fluctuaciones la gráfica se desplaza de su valor ideal, que es en el que la gráfica varía entre 1 y 0.

Este error en las medidas nos lleva a calcular un retardo que no es el verdadero. Se puede hacer una gráfica similar a la anterior con el retardo medio que se está introduciendo y el retardo calculado en función de las fluctuaciones.

Retardo medio introducido y retardo calculado.

Retardo medio introducido y retardo calculado.

Antes de entrar en los detalles de cómo podemos corregir estas medidas erróneas, explicaremos de donde vienen estas fluctuaciones.

Como estas pantallas son digitales, para seleccionar un nivel de tensión se manda a cada pixel un tren se pulsos digitales (una especie de modulación PWM). En principio la viscosidad del cristal líquido hará que estos “vean” un promedio de estos pulsos, con lo que se orientarán según el voltaje promedio. Sin embargo la viscosidad no es suficiente para anular todas las oscilaciones que se producen en la tensión de entrada, así que las moléculas estarán fluctuando con respecto a una posición. Cómo el retardo introducido depende de la orientación de las moléculas de cristal líquido, esto es lo que produce la fluctuación en el retardo.

Para que os hagáis una idea en la siguiente gráfica se muestra cómo se observa el retardo en función del tiempo para varios niveles de gris (voltajes aplicados).

Forma del retardo en función del tiempo para distintos niveles de gris.

Forma del retardo en función del tiempo para distintos niveles de gris.

Las gráficas anteriores se han conseguido gracias a medir las intensidades en función del tiempo con ayuda de un osciloscopio conectado a los radiometros.

Bueno amigos pues llegados a este punto toca explicar lo que se ha publicado. Lo que se ha conseguido es poder estimar las fluctuaciones que se producen en la pantalla a partir de las medidas de retardo.

En la siguiente gráfica se muestra las medidas de retardo obtenidas de la pantalla utilizada.

Retardo medido en función del nivel de gris. Sin tener en cuenta las fluctuaciones.

Retardo medido en función del nivel de gris. Sin tener en cuenta las fluctuaciones.

Observando la gráfica vemos como hay un punto donde debería llegar a 180º y otro donde debería llegar a 0º, pero sin embargo no llegan. Si suponemos que las oscilaciones se pueden modelar como una función triangular, podremos calcular la relación que nos desvía de las medidas ideales. Se puede demostrar también que en esos puntos de máximo y mínimo (donde no se alcanzan los valores esperados) la diferencia que observamos está relacionada solamente con la amplitud de las oscilaciones. Con lo que estos puntos nos sirven para calcular las oscilaciones que introduce la pantalla, sin necesidad de utilizar un osciloscopio (que por otra parte no es un instrumental habitual en un laboratorio de óptica). Además utilizando esas oscilaciones calculadas en esos puntos podemos corregir las medidas obteniendo los valores reales del retardo medio que se produce en la pantalla para cada nivel de gris.

Retardo medio obtenido una vez calculadas las fluctuaciones y corregido el error.

Retardo medio obtenido una vez calculadas las fluctuaciones y corregido el error.

Como veis se han corregido obteniendo la respuesta lineal y real que produce la pantalla. Lo que en principio era un problema nos ha servido para conseguir algo de información adicional sobre la pantalla y además nos permite corregir nuestras medidas. Tener una estimación del nivel de fluctuaciones que nos produce la pantalla, puede ser útil para poder anticipar si esta oscilación te afecta en la aplicación en la que vayas a utilizar la pantalla. Habrá aplicaciones en que esto simplemente no les afecte, cómo la de proyección de imágenes, y otras en las que pueda ser un poco más crítico, como en aplicaciones de lentes con super-resolución donde se notan más estos efectos.

No es un avance fundamental, ni clave para la humanidad, pero hace ilusión que le publiquen a uno 😉

¿Nos seguimos leyendo?

@guardiolajavi

Referencia:

Extended linear polarimeter to measure retardance and flicker: application to liquid crystal on silicon devices in two working geometries. Opt. Eng.

Viendo la televisión 3-D con tu mascota

Este post apareció originalmente en Naukas, lo transcribo aquí literalmente para tenerlo almacenado en este blog. También quería agradecer a @emulenews el que me haya animado a mandarlo a Naukas.

________________________________________________________________________________

Quizá hayas adquirido una de las nuevas televisiones en 3D que existen en el mercado. Y quizá seas un “#foreveralone” y te guste ver las películas con tu mascota. En este post te ayudaré a elegir la mascota ideal para ver “Buscando a Nemo” en 3D. Pero para ayudarte a elegir primero tengo que darte la brasa explicando cómo funcionan estas televisiones en 3D.

Televisiones 3D

Seguro que lo que voy a decir será obvio para muchos, pero por si acaso, ahí va: Si los humanos tenemos percepción de la profundidad es porque tenemos dos ojos. Además de tener dos ojos estos están más o menos separados (dependiendo del tamaño de tu nariz). Esta separación provoca que en cada ojo tengamos una imagen ligeramente distinta y nuestro cerebro triangula está información para que nosotros sepamos qué objetos están más cerca y cuales más lejos.

Puedes comprobar este hecho fácilmente extendiendo uno de tus pulgares delante de la cara y cerrar alternativamente uno y otro ojo, observarás que el pulgar se mueve como por arte de magia. ;)

Para que podamos ver una película en 3D, la televisión tiene que ser capaz de hacernos llegar esas dos imágenes distintas a cada uno de los ojos. Tendremos una película para el ojo izquierdo y otra para el ojo derecho.

Antiguamente se usaba el anaglifo, que eran las películas que se veían como una mezcla de dos imágenes, una en rojo y otra en azul, y que veíamos con aquellas gafas tan chulas de dos colores.

Gafas anaglifo

Por suerte esta época ha sido superada y hoy en día existen otros sistemas donde los colores se ven menos afectados, pero para entender esta nueva tecnología hay que saber cómo funcionan las televisiones LCD y la polarización.

Pero vayamos por partes.

¿Qué es la polarización?

Sabemos que la luz es una onda electromagnética, lo que significa que tendremos tanto el campo eléctrico como el magnético vibrando y desplazándose por el espacio. La polarización es el plano de vibración del vector del campo eléctrico. En la luz no polarizada este plano cambia de manera aleatoria con el tiempo. Si el cambio de este plano cambia de manera predecible con el tiempo diremos que la luz está polarizada.

Esto se ve mucho más claro con un gráfico.

Polarisation rectiligne.gif Polarisation circulaire.gif Polarisation elliptique.gif
Diagrama de polarización lineal
Diagrama de polarización circular
Diagrama de polarización elíptica

La luz completamente polarizada varía desde la polarización lineal, donde el plano de oscilación es constante con el tiempo, hasta la circular pasando por la luz elíptica, polarizaciones donde el plano gira 360º cada periodo óptico.

En la polarización elíptica tendremos que las componentes del campo eléctrico oscilan con un cierto desfase entre ellas que se encuentra entre 0º (que sería la polarización lineal) y 90º (que sería la polarización circular) describiendo esa trayectoria en la dirección de propagación que se ve en la figura. También hay que señalar que dependiendo del sentido de giro que describe el vector del campo eléctrico tendremos que la luz girara en sentido horario o anti-horario dependiendo de qué componente del campo eléctrico esté retrasado con respecto al otro.

¿Cómo funcionan las televisiones LCD?

Básicamente un televisor LCD (Liquid Crystal Display) utiliza la polarización de la luz para poder modular la intensidad de cada pixel en la pantalla. Para esto se utilizan dos polarizadores lineales cruzados (en la imagen vertical filter) que encierran una celda de cristal líquido.

Celda que corresponde al subpixel rojo de un televisión LCD

El primer filtro lo que consigue es que tengamos un estado de polarización a la entrada de la celda de cristal líquido, en este caso polarización lineal en sentido vertical. (Notad que la fuente de luz estará en la parte trasera de la pantalla). La celda de cristal líquido produce un cambio en la polarización de la luz a medida que la atraviesa, ya que tiene la capacidad de afectar de manera distinta a las componentes del campo eléctrico. (Birrefrigencia llaman a esto) Además este cambio dependerá del voltaje aplicado al cristal líquido, con lo que podremos cambiar de polarización vertical a la polarización horizontal necesaria para que toda la luz pueda salir al exterior, pasando por todos los niveles de luminosidad intermedios. Si esto lo hacemos para cada color, Rojo, Verde y Azul (RGB) tendremos una pantalla en color.  Una explicación más profunda y de todas las partes de la pantalla se puede ver en el siguiente vídeo.

Hay que destacar en este punto aquí que la luz que sale de nuestras pantallas estará polarizada linealmente, algo que como humanos que somos no nos afecta ya que nuestros ojos son incapaces de distinguir la polarización de la luz. Para poder distinguirla tendríamos que tener alguna especie de polarizador en los ojos.

Ahora que ya sabemos qué es la polarización y cómo funcionan nuestros televisores, es hora de volver a las televisiones en 3D.

Cómo hemos dicho para poder ver en tres dimensiones tenemos que hacer llegar diferentes imágenes a cada ojo. Para esto hay dos estrategias una llamada 3D-activo y la otra 3D-pasivo, que dependerán de donde hagamos el esfuerzo “tecnológico” (por llamarlo de alguna forma) para seleccionar la imagen que irá a cada ojo.

Los sistemas activos utilizan a su vez unas gafas de cristal líquido que lo que hacen es bloquear la visión de uno u otro ojo. Si esto lo sincronizamos con la aparición en la pantalla de la imagen para el ojo correspondiente y lo hacemos suficientemente rápido, ya tenemos la formación de la imagen en 3D.

Pero hay otro sistema que, al menos a mí, me parece más elegante. Y es la que utiliza la polarización circular levógira y dextrógira. Como hemos comentado, la imagen a la salida de una pantalla LCD está polarizada linealmente, con lo que pasar de una polarización lineal a una polarización circular es muy sencillo, basta con utilizar una lámina retardadora de cuarto de onda, es decir, una lámina que desfase las componentes del campo eléctrico 90º una con respecto ala otra. Si orientamos esta lámina que produce el retardo necesario para la polarización circular a 45º con respecto al polarizador lineal de salida tendremos automáticamente luz polarizada circular levógira, si lo orientamos a -45º tendremos luz polarizada circular dextrógira.

Basta con añadir una capa más al televisor para poder tener dos tipos de polarización distintos. Lo que se hace es poner esta lámina retardadora con distintas orientaciones en líneas alternas de píxeles. Después se mostrará en el televisor las dos imágenes entrelazadas y así llegarán hasta nuestros ojos dos imágenes con distinta polarización.

Conversión de polarización lineal a Circular levógira y dextrógira. Cada línea de píxeles se polariza en un sentido de giro.

Para detectar la polarización circular basta con ponernos unas gafas que en un ojo tendrán una lámina de cuarto de onda más un polarizador lineal orientado a 45º y en el otro orientado a -45º.

Muy bien, ya sabemos cómo funcionan las televisiones en 3D. Ahora solo queda:

¿Cómo elegir nuestra mascota?

Esto podría ser una elección sencilla, ya que todo el mundo sabe que el perro es el mejor amigo del hombre, así que problema resuelto, podremos ver la película con nuestro can preferido. Pero esto tiene una serie de inconvenientes: la primera es que el perro solo es sensible al verde y al azul, con lo que no disfrutaría de toda la gama de colores que le vamos a proyectar, y además los perros no son sensibles a la polarización así que tendríamos que comprarle una gafas para perros, y estarás de acuerdo conmigo que esto es muy “freak”. Tenemos que buscar una solución.

La solución pasa por escoger al único animal que se sepa por ahora, que es capaz de detectar la polarización circular levógira y dextrógira: la Gamba Mantis. Qué además sabemos que es muy simpática y que es el animal favorito de los naukas.

La Gamba Mantis además de poder detectar una mayor gama de colores ya que tiene 16 receptores de color distintos, desde el infrarrojo hasta el ultra-violeta. Es capaz de caracterizar la luz cómo si de un polarímetro se tratase.

Los ojos de la Gamba Mantis están formados por un conjunto de ommatidias. Como se ve en la imagen:

Omatidias de la Gamba Mantis, con su región central.

Cada una de estas ommatidias es un pequeño ojo, donde existe una serie de rabdomas que son sensibles a distintos tipos de polarización lineal. Si bien esta sensibilidad a la polarización lineal no es exclusiva de la Gamba Mantis, ésta posee una banda media de ommatidias dividida en 8 filas que le añaden ciertas funcionalidades.

Las filas de la 1 a la 4 añaden sensibilidad a varias longitudes de onda, mientras que las filas 5 y 6 contienen una clase especial de rabdoma que actua cómo lámina retardadora de cuarto de onda, con lo que combinada con un rabdoma que detecte polarización circular con la orientación a 45º ya tenemos la detección de la luz polarizada circular levógira y dextrógira.

Así que sin duda la mejor mascota para compartir nuestras películas en 3D es la Gamba Mantis, ya que no tendrás que ponerle esas ridículas gafas.

El problema de ponerle “Buscando a Nemo” es que vea algo que le apetezca más que las palomitas y de un golpe te rompa la pecera encima del sofá.

___________________________________________________________________

¿Nos seguimos leyendo?

@guardiolajavi

Polarización ¿Eso qué es lo que es?

En esta entrada solo pretendo dirigir vuestra atención sobre está otra:

Polarización ¡Qué sustos nos das!

Que es mi segunda colaboración para el Blog Cuentos Cuánticos. Seguramente traerá cola en forma de un artículo un poco más técnico para este blog. Que lo tengo abandonado ;-).

También estoy preparando uno con Arduino Leonardo, así que, Stay Tuned!.