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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:
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 fi gura 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 [1]:
from IPython.core.display import Image
Image("http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/28/IEC60825_MPE_W_s.png/640px-IEC60825_MPE_W_s.png")
Out[1]:
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$^2$
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
Buscar en internet información sobre un puntero láser visible que sea de alta potencia. Verifi car 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
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.
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:
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:
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 [ ]:
####
# Parámetros a modificar. INICIO
####
filename = "http://www.semrock.com/_ProductData/Spectra/NF01-229_244_DesignSpectrum.txt"
# Parámetros a modificar. FIN
####
%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"
In [ ]:
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')
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.