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Estudio del esparcimiento de la luz en el ojo humano
ISMAEL KELLY PEREZ
LUIS RAUL BERRIEL VALDOS
NEIL CHARLES BRUCE DAVIDSON
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Eye
Scattering
Mie scattering
Ray tracing
Monte carlo methods
The human eye is the most important image formation system that we know. The optics of the eye focuses light down onto the plane of the retina. Because of the eyes biological basis, it grows, ages and suffers disease. These processes affect the quality of image formation on the retina. In cataract formation, an increase in the light scattering produces a degradation of the image. This degradation is due to the forward scattering of the light. In order to evaluate the optical quality of the eye, clinicians use a slit lamp. This instrument helps the clinician to examine the crystalline lens. However, only the back scattering of light is available, and that results in an indirect measure of the effect of this phenomenon. Our work consists of simulating with the computer, the scattering in the human eye with cataracts. The purpose is to analyze the relation between forward and backward scattering. We made a model of the human optical system in which there is a distribution of particles inside the crystalline lens. Using the Monte Carlo Method and the exact ray trace theory, we simulate the photon pathways in the eye. The small bodies have a refractive index which is different to that of the media and they are spherical. Scattering of light in these bodies is simulated using Mie theory. We show the results of our computational model and compare these results with other ones we obtained with a physical model of a human eye with scattering.
El ojo humano es el sistema formador de imágenes más importante que conocemos. La función principal de este sistema es captar luz y enviarla a la retina, para formar una imagen en su superficie. Debido a que el ojo está constituido por tejidos biológicos, _este crece, envejece y padece enfermedades. Todos estos procesos afectan la calidad de la imagen que se forma en la retina. Cuando se forman cataratas, el esparcimiento de la luz aumenta, lo que provoca que la imagen pierda calidad óptica. Esta degradación de la imagen es debida al esparcimiento de la luz que se genera en la misma dirección que la luz incidente. Para evaluar la calidad óptica del ojo, los oftalmólogos recurren a la lámpara de hendidura. Este instrumento ayuda al especialista a examinar el lente cristalino. Sin embargo, con esta técnica sólo se analiza el efecto del esparcimiento en sentido opuesto al de la luz incidente, lo que da como resultado una medida indirecta del efecto de este fenómeno en la formación de la imagen en la retina. Nuestro trabajo consiste en simular con la computadora el efecto del esparcimiento en el ojo humano con cataratas. El propósito es analizar la relación entre el esparcimiento que se dirige hacia adelante y el que se dirige hacia atrás. Hemos diseñado un modelo computacional del sistema óptico del ojo en el cual hay una distribución de partículas dentro del lente cristalino. Haciendo uso del método Monte Carlo y de la teoría de trazo de rayos exacto, simulamos los recorridos de los fotones en el ojo. Las partículas dentro del cristalino, muestran un índice de refracción que es diferente al del medio que las rodea y son esféricas. El esparcimiento de la luz generado por estas partículas se simula aplicando la teoría de Mie. En este trabajo mostramos los resultados de nuestro modelo computacional y los comparamos con otros resultados que se obtuvieron a partir de un modelo físico del ojo humano con esparcimiento.
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
2011-09
Tesis de doctorado
Español
Estudiantes
Investigadores
Público en general
Kelly Perez I.
ÓPTICA
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