Algoritmo para el diseño y optimización de códigos de apertura booleanas para un sistema codificado de patrones de difracción de rayos x de bajo costo (2017)
La recuperación de la fase es un problema presente en muchas aplicaciones como óptica, imágenes astronómicas, biología computacional y cristalografía de rayos X. Este último es el objeto de estudio de este proyecto. La cristalografía de rayos X es una técnica experimental utilizada en el análisis de materiales, que permite medir las posiciones atómicas de los elementos presentes en un cristal. Esta técnica se basa en los patrones de difracción de rayos X, que proporcionan propiedades electrónicas y elásticas del cristal de interés. De este modo, el cristal se puede identificar de forma única mediante la fase de sus patrones de difracción que también se utilizan para analizar el material de interés. La fase de los haces difractados no puede ser medida directamente por el detector, sin embargo, puede recuperarse de la intensidad de los patrones de difracción. Adicionalmente, trabajos recientes de investigación prueban que incluyendo un elemento óptico llamado apertura codificada en la arquitectura tradicional de adquisición de los datos, se puede recuperar la fase de una señal de manera más eficiente. Sin embargo, una implementación real de los códigos de aperturas del estado del arte no es viable, ya que requiere cambiar la fase de los haces difractados. Por tanto, este proyecto propone usar los diseños de aperturas codificadas tradicionales de paso y bloqueo también conocidos como booleanas, que en la práctica se han utilizado en diferentes implementaciones reales de rayos X. Además, este trabajo determina las características de diseño óptimas para las aperturas codificadas booleanas. Por otro lado, este trabajo desarrolla un algoritmo para construir las aperturas booleanas óptimas. Asimismo, simulaciones numéricas sugieren que los códigos de aperturas booleanos óptimos propuestos exhiben un rendimiento más alto en la recuperación de la fase en comparación con un conjunto aperturas codificadas aleatorio no diseñado.