Estudio de las propiedades de polarización de ojo humano

Abstract

La estructura y componentes del ojo humano hacen que los cambios que se producen sobre el estado de polarización de la luz que emerge de él, tras realizar un doble paso y sufrir una reflexión en la retina, sean complejos y a priori poco predecibles. Esos cambios pueden influir en los resultados obtenidos con dispositivos que analizan la luz reflejada en la retina. Para conocer mejor los cambios que el ojo origina sobre un haz que lo atraviesa y los fenómenos a los que da lugar, se ha llevado a cabo un estudio de la calidad de imagen retiniana en función de los estados de polarización, así como un estudio espacial de los distintos parámetros de polarización a partir del cálculo de matrices de Mueller. Teniendo como base el método de doble paso, se ha diseñado y construido un polarímetro de imagen que utiliza retardadores variables de cristal líquido en los brazos generador y analizador. Con este dispositivo se han registrado series de dieciséis imágenes de doble paso correspondientes a las combinaciones independientes de estados de polarización de entrada y salida. Los resultados para varios sujetos muestran que la calidad de imagen depende en gran medida del estado de polarización de salida. Sin embargo, la influencia de la polarización de entrada, calculada usando matrices de Mueller espacialmente resueltas, juega un papel poco significativo. Por otra parte, el estudio polarimétrico de las imágenes de doble paso muestra que (1) la parte central de las imágenes tiene un grado de polarización del 80% frente a un 25% en la periferia; (2) el retardo introducido depende del observador, aunque la birrefringencia que presenta el ojo es lineal; (3) el dicroísmo es coherente con la longitud de onda empleada y (4) el valor de la polarizancia indica la existencia de cierta birrefringencia circular.

The structure and components of the human eye make changes produced on the polarization state of the light emerging from it after a double-pass through ocular media and a reflection in the retina be complicated and hardly predectible. Those changes can influence on the results obtained with any device analyzing the light reflected in the retina. A study of the retinal image quality as a function of the polarization state has been performed. A spatially resolved polarimetric study of different polarization parameters using Mueller-matrices was also performed. An imaging polarimeter adapted to an ophthalmoscopic double-pass apparatus using two ellectronically controlled liquid-crystal variable retarders has been developed. Series of sixteen double-pass images corresponding to independent combinations generator-analyzer have been recorded. Results obtained for several subjects show that the estimation of the image quality depends strongly on the polarization state in the exit pathway. However, the influence of the entrance polarization, calculated using spatially resolved Mueller-matrices is nearly negligible. On the other hand, the polarimetric study of double-pass images shows that (1) the light forming the central part of the images presents a degree of polarization of 80% while this is reduced to around 25% for the light in the skirts; (2) the retardation introduced by the eye in a double-pass is quite dependent on observers, although the birefringence is linear; (3) the dicroism is coherent with the wavelength used, and (4) the value of the polarizance indicates the existency of circular birrefringence.