Selección de un filtro interferencial para evitar daño ocular

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Grupo de trabajo

En esta celda los integrantes del grupo: modificar el texto

Juan Antonio Fernández
Alberto Pérez
Juan

Incluir las direcciones de correo electrónico

Introducción

El trabajo consiste en encontrar un filtro interferencial comercial que sirva para proteger el ojo de la radiación visible de un puntero láser de alta potencia. El trabajo se divide en las siguientes tareas:

Tarea 1. Exposición máxima permisible (MPE).

La exposicióm máxima permisible (MPE maximum permissible exposure) es la máxima densidad de potencia o de energía (W/cm$^2$ o J/cm$^2$) de un haz de luz que puede alcanzar el ojo humano sin producir daño. La MPE se mide en la córnea, y depende de la longitud de onda de la radiación y del tiempo de exposición. En la siguiente figura se muestra la MPE en la córnea (en unidades de irradiancia (W/cm$^2$)) en función del tiempo de exposición para distintos rangos del espectro electromagnético. Figura de http://en.wikipedia.org/wiki/Laser_safety



In [14]:

    
from IPython.display import Image, display
Image(url="http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/28/IEC60825_MPE_W_s.png/640px-IEC60825_MPE_W_s.png")









    Out[14]:

Tarea 1 (a). Irradiancia máxima.

Como estamos considerando el haz láser de un puntero que emite en el visible, como tiempo de exposición emplearemos el tiempo que se tarda en cerrar el párpado. Así con este tiempo de exposición estimar de la gráfica la irradiancia máxima que puede alcanzar el ojo.

Escribir el tiempo de exposición empleado y el correspondiente valor de la irradiancia.

Tiempo de exposición (parpadeo) = s
Irradiancia máxima permisible = W/cm$^2$

Tarea 1 (b). Potencia máxima.

Vamos a considerar que el haz que alcanza nuestro ojo está colimado con un tamaño equivalente al de nuestra pupila. Empleando dicho tamaño calcular la potencia máxima que puede alcanzar nuestro ojo sin provocar daño.

Escribir el tamaño de la pupila considerado, las operaciones y el resultado final de la potencia (en mW)

Diámetro o radio de la pupila = mm
Cálculos intermedios
Potencia máxima permisible = mW

Tarea 2. Elección del puntero láser.

Buscar en internet información sobre un puntero láser visible que sea de alta potencia. Verificar que dicho puntero láser puede provocar daño ocular (teniendo en cuenta el resultado de la Tarea 1 (b))

Escribir aquí las características técnicas de dicho láser

potencia
longitud de onda
precio
otras características
página web http://www.ucm.es

Tarea 3. Elección del filtro interferencial.

Vamos a buscar en internet un filtro interferencial comercial que permita evitar el riesgo de daño ocular para el puntero láser seleccionado. Se tratará de un filtro que bloquee la longitud de onda del puntero láser.

Tarea 3 (a). Busqueda e información del filtro interferencial

Vamos a emplear la información accesible en la casa Semrock ( http://www.semrock.com/filters.aspx )

Seleccionar en esta página web un filtro adecuado. Pinchar sobre cada filtro (sobre la curva de transmitancia, sobre el Part Number, o sobre Show Product Detail) para obtener más información. Escribir aquí las características más relevantes del filtro seleccionado:

transmitancia T o densidad óptica OD
rango de longitudes de onda
precio
página web del filtro seleccionado (cambiar la siguiente dirección) http://www.semrock.com/FilterDetails.aspx?id=LP02-224R-25

Tarea 3 (b). Verificación del filtro

Empleando el dato de la transmitancia (T) a la longitud de onda del puntero láser comprobar que dicho filtro evitará el riesgo de lesión.

Para ello vamos a usar los datos de la transmitancia del filtro seleccionado que aparecen en la página web de Semrock. Para cargar dichos datos en nuestro notebook seguimos los siguientes pasos:

Pinchar con el ratón en la página web del filtro seleccionado sobre ASCII Data, que se encuentra en la leyenda de la figura (derecha).

Copiar la dirección de la página web que se abre (esta página muestra los datos experimentales de la transmitancia)
Pegar esa dirección en la siguiente celda de código, detrás de filename =

(Nota: asegurarse de que la dirección queda entre las comillas)

En la siguiente celda de código se representa la transmitancia del filtro en escala logarítmica en función de la longitud de onda (en nm).



In [20]:

    
# MODIFICAR LA DIRECCIÓN DE LA PÁGINA WEB. LUEGO EJECUTAR
########################################################

filename = "http://www.semrock.com/_ProductData/Spectra/NF01-229_244_DesignSpectrum.txt"
                    # asegurarse de que la dirección web queda entre comillas

# DESDE AQUÍ NO TOCAR 
##############################################################################################################################

%pylab inline
data=genfromtxt(filename,dtype=float,skip_header=4) # Carga los datos 
longitud_de_onda=data[:,0]
transmitancia=data[:,1]

print "Datos cargados OK"









    



Populating the interactive namespace from numpy and matplotlib






    



---------------------------------------------------------------------------
IOError                                   Traceback (most recent call last)
<ipython-input-20-38e9e6a000f5> in <module>()
      9 
     10 get_ipython().magic(u'pylab inline')
---> 11 data=genfromtxt(filename)#,dtype=float,skip_header=4) # Carga los datos
     12 longitud_de_onda=data[:,0]
     13 transmitancia=data[:,1]

/usr/local/sage/sage-6.5/local/lib/python2.7/site-packages/numpy/lib/npyio.py in genfromtxt(fname, dtype, comments, delimiter, skiprows, skip_header, skip_footer, converters, missing, missing_values, filling_values, usecols, names, excludelist, deletechars, replace_space, autostrip, case_sensitive, defaultfmt, unpack, usemask, loose, invalid_raise)
   1342         if isinstance(fname, basestring):
   1343             if sys.version_info[0] == 2:
-> 1344                 fhd = iter(np.lib._datasource.open(fname, 'rbU'))
   1345             else:
   1346                 fhd = iter(np.lib._datasource.open(fname, 'rb'))

/usr/local/sage/sage-6.5/local/lib/python2.7/site-packages/numpy/lib/_datasource.py in open(path, mode, destpath)
    145 
    146     ds = DataSource(destpath)
--> 147     return ds.open(path, mode)
    148 
    149 

/usr/local/sage/sage-6.5/local/lib/python2.7/site-packages/numpy/lib/_datasource.py in open(self, path, mode)
    494             return _file_openers[ext](found, mode=mode)
    495         else:
--> 496             raise IOError("%s not found." % path)
    497 
    498 

IOError: http://www.semrock.com/_ProductData/Spectra/NF01-229_244_DesignSpectrum.txt not found.



In [5]:

    
import plotly

py = plotly.plotly('ofii','i6jc6xsecb')
data = [{'x': longitud_de_onda, 'y':transmitancia}]
layout={'title': 'Transmitancia Filtro Escogido','yaxis':{'type':'log'}}
py.iplot(data,layout=layout,fileopt='overwrite')









    



---------------------------------------------------------------------------
TypeError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-5-e39f7e3add97> in <module>()
      1 import plotly
      2 
----> 3 py = plotly.plotly('ofii','i6jc6xsecb')
      4 data = [{'x': longitud_de_onda, 'y':transmitancia}]
      5 layout={'title': 'Transmitancia Filtro Escogido','yaxis':{'type':'log'}}

TypeError: 'module' object is not callable

Esta gráfica nos permite obtener el valor de la transmitancia a la longitud de onda de nuestro puntero láser. Explora la curva moviendo el ratón sobre ella y haciendo zoom utilizando los controles que aparecen en la parte superior derecha de la figura. Localiza la longitud de onda del puntero láser seleccionado y apunta el valor de la transmitancia en esta celda.

$\lambda$ =
T =

Empleando el valor de la transmitancia del filtro a la longitud de onda del puntero láser verificar que el filtro evitará el riesgo de daño ocular. Escribir a continuación la estimación realizada.



In [ ]: