¿Por qué el speckle lo da el láser y no una lámpara?

Hace falta coherencia espacial y temporal. El láser es monocromático y sale de una abertura estrecha: las fases aleatorias se suman en una figura estable. En la lámpara hay muchas longitudes de onda y muchos puntos de emisión: la interferencia cambia rápido y se promedia en una mancha lisa.

¿El speckle es de la pantalla o de la luz?

Del sistema entero: luz coherente más rugosidad, que impone fases aleatorias. Gire la superficie y la figura cambia. Que aparezca speckle es consecuencia de iluminar con luz coherente cualquier superficie rugosa.

¿Qué dice el tamaño del grano?

Crece con la longitud de onda y baja con el tamaño angular del haz en el detector. Abertura más estrecha: speckles más grandes. La relación es la misma que en el límite de difracción.

¿El speckle solo estorba o también se usa?

En una imagen suele ser ruido. En metrología, la interferometría de speckle y la correlación de figuras miden desplazamientos pequeños, vibraciones y rugosidad.

Patrón de speckle láser

Luz coherente y fases aleatorias: figura granular I ∝ |Σ exp(i(k·r + φ))|². Modelo cualitativo de la dispersión.

Sobre el modelo

El patrón de speckle es una interferencia granular: luz coherente reflejada en una superficie rugosa o que atraviesa un difusor. El campo en el plano de observación es la suma de aportes con fases aleatorias: E = Σ A_j exp(i(k·r_j + φ_j)), la intensidad I ∝ |E|². Las fases al azar dan granos brillantes y oscuros. La luz es monocromática y del todo coherente, las fases son uniformes en [0, 2π), el corte es bidimensional. El tamaño medio del grano se liga a la longitud de onda y a la apertura angular, como en el límite de difracción. En pantalla, una realización de la suma; fases nuevas dan otra figura. La luz incoherente no produce speckle: las figuras se promedian.

Para quién: Óptica ondulatoria de facultad: coherencia, interferencia, speckle.

Conceptos clave

patrón de speckle
coherencia
interferencia
fase aleatoria
superposición
intensidad

Cómo funciona

Muchas ondas coherentes con fases aleatorias se suman en el plano de la pantalla: I ∝ |Σ exp(i(k·r + φ))|². Sale una figura granular: el mismo speckle que el puntero láser en la pared. El número de ondas y una realización nueva de las fases cambian el tamaño del grano y el dibujo. Es una suma cualitativa, no el cálculo completo de una superficie rugosa.

Preguntas frecuentes

¿Por qué el speckle lo da el láser y no una lámpara?: Hace falta coherencia espacial y temporal. El láser es monocromático y sale de una abertura estrecha: las fases aleatorias se suman en una figura estable. En la lámpara hay muchas longitudes de onda y muchos puntos de emisión: la interferencia cambia rápido y se promedia en una mancha lisa.
¿El speckle es de la pantalla o de la luz?: Del sistema entero: luz coherente más rugosidad, que impone fases aleatorias. Gire la superficie y la figura cambia. Que aparezca speckle es consecuencia de iluminar con luz coherente cualquier superficie rugosa.
¿Qué dice el tamaño del grano?: Crece con la longitud de onda y baja con el tamaño angular del haz en el detector. Abertura más estrecha: speckles más grandes. La relación es la misma que en el límite de difracción.
¿El speckle solo estorba o también se usa?: En una imagen suele ser ruido. En metrología, la interferometría de speckle y la correlación de figuras miden desplazamientos pequeños, vibraciones y rugosidad.

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