NOTICIO octubre 2015

CONTENIDO OCTUBRE 2O1510 Taller de microscopía confocal 36 Guanajuato tiene primer museo y multifotónica. de óptica y fotónica.EDITORIAL5 Dr. Elder de la Rosa.8 Láseres de fibra óptica, como herramientas 31 La nota. avanzadas de manufactura. 34 Laboratorio para el manejo y la10 Taller de microscopía confocal preparación de muestras biológicas en el CIO. y multifotónica.13 Medición simultánea del índice de 38 Guanajuato tiene primer museo refracción y la temperatura. de óptica y fotónica.16 Año internacional de la luz. 42 La resolución óptica y el20 ISEM-SOI 2015.23 MOPM 2015. Premio Nobel de Química 2014.26 SPECKLE 2015. 46 Laboratorio nacional de Ciencia y Tecnología Terahertz. Una visión de futuro.2 www.cio.mx

40 La resolución óptica y el Premio Nobel PORTADA de Química 2014. Foto:Fibra óptica activada con átomos deTulio que fluorece debido48 Laboratorio nacional a la inyección de luz invisible en el infrarrojo. La fluorescencia, y sobre todo su color, indican el color que emitiría un láser (o una de Óptica de la visión en el fuente luminosa) basado en este tipo de fibra óptica. Centro de Investigaciones en Óptica. NOTICIO52 Charlando con... En el CIO realizamos investigación básica, tecnoló- gica y aplicada que incrementa nuestro conocimien- Ana María Cetto. to y nos permite resolver problemas tecnológicos y aplicados vinculados con la óptica. En particular en57 Publicaciones científicas recientes. las áreas de: pruebas no destructivas, holografía y58 Séptimo concurso de graffiti. materiales fotosensibles, visión computacional e in- teligencia artificial, óptica médica, instrumentación, Conciencia urbana. infrarrojo, materiales fotónicos inorgánicos y orgá- Equidad de Género. nicos, nanomateriales, láseres y aplicaciones, espec- troscopía, fibras ópticas, sensores, opto-electrónica, cristales fotónicos, comunicaciones y dinámica de sistemas complejos. Este trabajo se realiza por in- vestigadores del CIO o en colaboración con empre- sas e instituciones académicas nacionales y extran- jeras. NotiCIO es una publicación trimestral que tiene como objetivo dar a conocer a una audiencia amplia los logros científicos y tecnológicos del CIO para ayudar a que éstos sean comprendidos y apre- ciados por su valor para los ciudadanos, para nuestro país y para el mundo. El CIO pertenece al Siste- ma de Centros Públicos de Investigación Conacyt del Gobierno Federal. Mayor información sobre el CIO puede obtenerse en el sitio www.cio.mx CIOmx Centro de Investigaciones @CIOmx en Optica A.C. Octubre 2015 3

NOTICIO OCTUBRE 2O15DIRECTORIODIRECTOR GENERALDr. Elder de la Rosa [email protected] DE INVESTIGACIÓNDr. Gabriel Ramos [email protected] DE FORMACIÓN ACADÉMICADr. Luis Armando Díaz [email protected] DE TECNOLOGÍA E INNOVACIÓNDr. Gonzalo Páez [email protected] ADMINISTRATIVOLic. Silvia Elizabeth Mendoza [email protected] DEL NOTICIOEditor Administrativo: Elder de La Rosa.Editores Científicos: Vicente Aboites, MauricioFlores, Enrique Landgrave.Reportajes y Entrevistas: Eleonor León.Diseño Editorial: Lucero Alvarado.Colaboradores del mes de Octubre: Valeria Piazza,Ramón Carriles, David Monzón, Amalia Martínez,Oracio Barbosa, Enrique Castro, Daniel MalacaraHernández, Fernando Mendoza.NOTICIO Fibras. Fuente: imagebank.comDOMICILIOLoma del Bosque 115 Col. Lomas del CampestreC.P. 37150 León, Gto., MéxicoTEL. (52) 477-441-42-00www.cio.mx4 www.cio.mx

EDITORIALTEXTO ELDER DE LA ROSA La inspiración existe, pero tiene que encontrarte trabajando. PicassoEstimados todos, 2015 sigue su marcha y la celebra- ción de nuestro XXXV aniversario y el Año Inter- otros que fortalecen nuestras capacidades para el desarrollo de in- nacional de la Luz nos ha permitido vivir en lo que vestigación, desarrollo tecnológico e innovación. va del año, una serie de eventos entre ellos, activi- La investigación sigue su marcha, hemos obteniendodades deportivas, de divulgación y difusión de la ciencia, teatro, resultados que consolidan nuestro liderazgo científico y tecno-exposiciones, seminarios y varios congresos que incluye uno de los lógico. Resultados que han sido publicados en revistas científicasgalardonados Nobel en química en 2014. Eventos realizados tanto de circulación internacional y presentados en congresos naciona-en León como en Aguascalientes y cuya organización ha sido res- les e internacionales. Hemos transferido productos tecnológicosponsabilidad de miembros de nuestra comunidad CIO, a los que a las empresas y solicitado su protección intelectual de algunosfelicito ampliamente. Están planeadas aún varias actividades para de ellos. Estas actividades sustantivas han sido reforzadas con lalo que resta del año, que pueden ser consultadas en nuestra pagina atracción de posdoctorantes y estudiantes de doctorado y maes-web www.cio.mx. tría, tanto nacionales como de otros países. Destaca la imparti- Este Año Internacional es una iniciativa de un consorcio ción de algunos de nuestros cursos en idioma inglés para atenderde organismos científicos y la UNESCO y ha venido reuniendo a los estudiantes extranjeros que ya ronda el 15% de nuestra pobla-sociedades científicas, instituciones educativas y de investigación, ción estudiantil total.grupos tecnológicos, organizaciones sin fines de lucro y socios En esta entrega del NOTICIO, encontrarán dos artí-del sector privado, en torno a múltiples actividades relacionadas culos que describen algunas de las investigaciones que venimoscon el tema de la luz. Al proclamar este Año Internacional, la realizando en el área de fibras ópticas, el estudio y desarrollo deONU reconoce la importancia de las tecnologías basadas en la láseres de fibra óptica y de sensores para la medición de diferentesluz y de cómo éstas ayudan al desarrollo sostenible y ofrecen so- parámetros físicos, químicos y biológicos.luciones a los problemas mundiales en energía, salud, agricultura Encontrarán una descripción de nuestro nuevo labora-y educación. torio para la preparación de muestras biológicas, y de un curso Este año también ha sido testigo de los avances en in- de microscopía óptica que motive el uso y una mayor visibilidadfraestructura en nuestra institución, en León estamos en la última de nuestro laboratorio de microscopía óptica. Ambos laboratorios,parte de la construcción de un nuevo edificio de más de 2200 m2 describen las capacidades disponibles en el área de biofotónica,que incluye, salas de junta y/o clases, oficinas, nuevos laboratorios que en conjunto con otros laboratorios muestran nuestra fortalezaentre ellos el Laboratorio Nacional de Óptica Visual, de Ópti- para impactar en el área de salud. Encontrarán también una notaca Cuántica, de Dispositivos Fotónicos y Opto-electrónicos que sobre el año internacional de la luz, sobre nuestro museo de ópticaofrece una sala limpia clase 1000, de Pruebas Ópticas No-destruc- y fotónica, así como de la charla que el Prof. William Moerner,tivas y el de preparación de muestras biológicas.También en cons- premio Nobel de química 2014, impartió en nuestras instalacio-trucción esta el nuevo museo de óptica y fotónica, el techado de la nes dentro del Mexican Optics and Photonics Meeting así comocancha que habilitará más espacios académicos, la ampliación del experiencias de uno de nuestros estudiantes extranjeros y más in-edificio D, y la remodelación de la biblioteca. Se encuentra ya fun- formación que refleja nuestras actividades sustantivas.cionando el Laboratorio Nacional Asociado de Terahertz y el de Esperando disfruten de la lectura de esta entrega deBiofotónica. En la Unidad Aguascalientes, se construye el nuevo NOTICIO, les saludo con mucho afecto.laboratorio y túnel de radiometría y fotometría, y el de dispositivosopto-electrónicos. Y, por supuesto, una inversión importante en Dr. Elder de la Rosa Cruzequipamiento para nuevos laboratorios, y actualización de algunos Director General Centro de Investigaciones en Óptica, A.C. Octubre 2015 5

Interferómetro con sensibilidad en plano. Permite medir en el orden de micras.Laboratorio de pruebas ópticas mecánicas del CIO.6 www.cio.mx

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[ TECNOLOGÍA Y CIENCA PARA LA SOCIEDAD ] LÁSERES DE FIBRA ÓPTICAcomo herramientas avanzadas de manufacturaTEXTO ALEJANDRO MARTÍNEZDesde su fundación el Departamento de industria de manufactura de automóviles y autopar- Fibras Ópticas del CIO ha acariciado tes que muy probablemente demandará herramientas la idea de desarrollar láseres de fibra láser avanzadas. Es bien sabido que México, y par- óptica de alta potencia, estas fuentes ticularmente el corredor industrial que abarca desdede luz láser, son de gran importancia en la actualidad Querétaro hasta Aguascalientes, se está convirtiendoen los procesos avanzados de manufactura. En el pa- en uno de los principales centros de fabricación de au-sado hubo intentos para impulsar esta área de desa- tomóviles y una de las zonas con mayor crecimientorrollo tecnológico pero hasta hace pocos años el costo industrial en el mundo.de los componentes (en particular los diodos láser de En el futuro próximo los láseres de fibra ópti-bombeo), sus características y la especializada infraes- ca de alta potencia jugarán un papel muy importantetructura requerida eran un obstáculo importante. como herramientas para procesos avanzados de ma- Todo esto ha cambiado drásticamente: el cos- nufactura, especialmente en la industria automotriz.to por Watt de los diodos láser de bombeo se ha re- La razón principal de ello es que frecuente-ducido a menos de 20 dólares por Watt, estos tienen mente las fuentes de luz láser superan con mucho amejores características, particularmente mucho mayor las herramientas tradicionales, sobre todo cuando sebrillantez, lo que simplifica su uso y permite escalar la trata de procesar nuevos materiales en la fabricaciónpotencia del láser con mayor facilidad. Por otro lado, de automóviles, como las aleaciones de acero y alumi-en los laboratorios de fibras ópticas, y en general en nio, que se utilizan para reducir el peso y el consumotodos los laboratorios del CIO, se puede encontrar de combustible a los niveles que demandan los nuevosequipo muy sofisticado con el cual es posible desarro- estándares internacionales. Un láser de fibra óptica dellar los componentes necesarios para muchos desarro- alta potencia puede utilizarse para procesar una gamallos tecnológicos, en particular el de láseres de fibra muy amplia de materiales, que incluye metales, mate-óptica de alta potencia. Además, debemos mencionar riales cerámicos, materiales orgánicos y otros. Ya queque ahora existe en nuestro entorno una importante cada proceso de manufactura o material puede reque-8 www.cio.mx

rir un láser con características particulares, creemos que existe la necesidad de crear un laboratorio de aplicacio-nes láser que atienda la industria automotriz de nuestro entorno, con obvios beneficios para el CIO, la regióny, sobre todo, el País.Esquema general simplificado de un laser de fibra óptica de alta potencia.Láser de fibra óptica de doble revestimiento operando en modo pulsado implementado en el laboratorio de fibras ópticas del CIO. TECNOLOGÍA Y CIENCIA PARA LA SOCIEDAD 9

[ COMPARTIENDO ] TALLER DE MICROSCOPÍA CONFOCAL Y MULTIFOTÓNICATEXTO JORGE MAURICIO FLORES · RAMÓN CARRILESCon recursos obtenidos para infraestructu- un sistema dispersor basado en una rejilla de difrac- ra en 2014, el CIO adquirió un micros- ción que le permite obtener espectros de baja resolu- copio confocal y multifotónico.El equi- ción aprovechando el detector espectral; (8) se cuen- po adquirido es de marca Zeiss, modelo tan con dos módulos de detección no de-escaneados LSM-710-NLO y se encuentra actualmente operati- de dos canales cada uno, uno ubicado en un puerto vo al 100%. Algunas de las características más relevan- de trasmisión y otro en configuración epi; (9) zoom tes del sistema son: (1) el cuerpo del microscopio es en óptico ajustable hasta de 40X; (10) actualmente el sis- configuración invertida para permitir la visualización tema tiene 5 objetivos: 10X/0.2 (seco, WD=16.1mm), de cultivos en caja petri; (2) está equipado con una 20X/0.4 (seco, WD=7.9mm), 25X/0.8 (agua, aceite, lámpara de mercurio a fin de poder obtener imágenes glicerina, WD=0.21), 50X/0.55 (seco, WD=9.1mm), de fluorescencia; (3) el estativo tiene enfoque moto- y 63X/1.46 (aceite, WD=0.1mm). rizado y cuenta con varios puertos libres para poder El sistema microscópico confocal/multifotó- acoplar cámaras u otro tipo de detectores (4) cuen- nico cuenta con capacidades para crecer en cuanto a ta con 4 líneas láser CW (con longitudes de onda de detectores, acoplamiento de cámaras, líneas láser extra, 405, 458, 488, 514, 543, 633 nm) para hacer micros- juegos de filtros, motorización, cámara de incubación, copía confocal; (5) para utilizarlo en modo de micros- etc. Todo lo anterior hace que el sistema no solamen- copía multifotónica, cuenta con un láser marca Cohe- te sea muy flexible, para adaptarse a las necesidades rent, modelo Chameleon Ultra II sintonizable de 680 de múltiples usuarios, sino también lo hace atractivo a 1080 nm, con frecuencia de repetición de 80MHz, para poder implementar técnicas de microscopía aún duración de pulso de 140fs, potencia a 800nm de no probadas a ese nivel. Puesto que el CIO es una 3.5W, y con precompensación de chirp ajustable por institución líder en pruebas ópticas muy diversas, es el usuario; (6) la cabeza de escaneo contiene dos tubos viable concebir que algunas de ellas pudiesen ser im- fotomultiplicadores (PMTs, por sus siglas en inglés) y plementadas a nivel micro en esta plataforma. Uno de un detector espectral de 32 canales; (7) el equipo tiene los objetivos estratégicos que se contemplaron al mo-10 www.cio.mx

mento de su adquisición, fue el utilizar el equipo como palanca para establecer colaboraciones externas dentrode las áreas biomédica, biológica, médica y otras afines.Sistema Zeiss LSM-710-NLO. En la parte inferior izquierda se observa el láser ultrarrápido, la caja blanca a la izquierda del cuerpodel microscopio es la lámpara de mercurio, el módulo blanco en la parte trasera corresponde a la cabeza de escaneo. Con el propósito de fomentar dichas colaboraciones se organió un Taller de Microscopía Confocal yMultifotónica los días 15 y 16 de octubre. Dicho foro contó con pláticas invitadas por la mañana y tallerespráctico/demostrativos por la tarde. Se buscó que el evento atraiga a investigadores que consideren que uninstrumento de estas capacidades pudiera ser útil en su trabajo, aunque no necesariamente tengan experienciacon estos equipos. Las pláticas estuvieron orientadas a un nivel introductorio y fueron impartidas por expertosen microscopía de la UNAM, Stanford, y Carl Zeiss Alemania. Los temas fueron desde introducción a la mi-croscopía confocal y multifotónica hasta perspectivas futuras de desarrollo en estos campos. La parte práctico/demostrativa no solamente se enfocó al sistema Zeiss, sino que también se abordaron temas como la limpiezay mantenimiento de microscopios ópticos asi como visitas a otros laboratorios del CIO que puedan comple-mentar las aplicaciones de microscopía óptica que se realizan con este instrumento, por ejemplo el equipo demicroscopía electrónica de barrido con el que cuenta el Centro.La información del evento puede consultarse en http://www.cio.mx/talleres/tmcmf/ COMPARTIENDO 11



[ HACEMOS CIENCIA PARA TI ]MEDICIÓN SIMULTÁNEA del índice de refracción y la temperaturaTEXTO DAVID MONZÓNLa medición de índice de refracción está fuertemente determinada por la temperatura. En el Grupo de sensores ópticos y microdispositivos (GSOM) se propone utilizar el coeficiente termo-óptico de los materiales para desarrollar técnicas que permitan medir índice de refracción y temperatura simultá- neamente en muestras líquidas y sólidas. La óptica ha revolucionado los sistemas de me- sarrollar plataformas de sensado que permitan medirdición a tal grado que ahora, para un sector importante de manera simultánea el índice de refracción (IR) y lade especialistas, la metrología moderna es sinónimo temperatura (T) en muestras líquidas y sólidas. El IRde metrología óptica. En la metrología moderna la fi- es un parámetro fundamental de la materia que puedebra óptica es un elemento casi omnipresente, que tuvo ayudar en la identificación de sustancias, en el controlunos inicios modestos pues solamente se usaba como de calidad de alimentos y bebidas o en la detección deun canal eficiente de transporte de la señal óptica de un agente biológico patógeno. Por otro lado, es bienprueba, pero que paulatinamente fue ganando terre- conocido que la T es una variable que afecta práctica-no hasta tener un papel cada vez más preponderante. mente cualquier actividad humana, pero en la metro-Tanto fue así que en un momento dado esta tecnología logía la falta de un sistema de control o de mediciónse escindió de la metrología moderna, por su relevan- de T puede dar lugar a errores que invaliden cualquiercia académica, científica y tecnológica, para dar lugar medición. Sin embargo, no siempre es posible reali-al área que actualmente se conoce como sensores de zar mediciones en un laboratorio bajo condiciones defibra óptica. Esto, en buena medida, se ha debido a la T controlada, en esos casos se deben de construir sis-decidida participación de la comunidad científica que temas de medición insensibles a la T o sistemas queha trabajado, por casi medio siglo, para desarrollar sen- midan de manera simultánea la variable de interés y lasores de fibra óptica con características mejoradas. En T. En el GSOM, se trabaja principalmente con la ideael CIO, desde la formación del grupo de fibras ópticas de desarrollar técnicas ópticas que pueden utilizarseen 1992, se ha trabajado de manera continua en este para realizar mediciones del IR in situ, en un ambien-tópico. Actualmente en el GSOM se trabaja para de- te fuera del laboratorio. En estas condiciones se sabe HACEMOS CIENCIA PARA TI 13

que la T no se puede controlar y que además afecta uno de los picos permite calcular la T de la sustan-enormemente las mediciones del IR. Para poder medir cia de prueba y el otro pico permite conocer su IR.estas dos variables simultáneamente se ha considera- Una variante de esta técnica, pero para ser utilizadodo combinar las técnicas que se han desarrollado para en muestras sólidas, se está desarrollando utilizandomedir IR con materiales poliméricos que presenten un un interferómetro de fibra óptica en configuración Fa-coeficiente termo-óptico (que índica como varía el IR bry-Perot. Para esto el PDMS se adhiere a la muestracon la T) alto. Por ejemplo, aprovechando el sistema sólida bajo estudio, el análisis del patrón de interfe-de resonancia de plasmones, que es una de las técnicas rencia nos permite determinar tanto el IR como la Tmás sensibles para medir cambios de IR, construido de la muestra. A partir de este principio tan sencillopor un investigador del grupo, se ha cubierto la mitad podemos también conocer el coeficiente termo-ópticode la sección del prisma donde incide el haz de prue- de cualquier muestra, para esto solamente es necesarioba con una película de PDMS (Polidimetilsiloxano), variar la temperatura de manera controlada y medir losque tiene un coeficiente termo-óptico de -4.5x10-4 y cambios de IR para cada T. Con estas herramientas,la otra mitad con el líquido del que queremos conocer generadas a partir de la experiencia de cada uno de lossu IR. En estas condiciones en lugar de un solo pico de miembros del grupo, esperamos en un futuro cercanoresonancia se obtienen dos cuya separación es propor- poder monitorear de manera simultánea varios pará-cional a la diferencia de IR. Midiendo la posición de metros en un sistema microfluídico.cada uno de los picos es posible calcular el IR de cadamaterial. La T de la sustancia de prueba determina elIR de la película de PDMS por lo que la posición de PRISMAHAZ INCIDENTE HAZ REFLEJADO POLIMERO LÍQUIDOENTRADA DEL POLÌMEROLÍQUIDO MUESTRA BAJO ANÁLISIS ENTRADA DEL LÍQUIDOFigura del sistema de resonancia por plasmones.14 www.cio.mx



[ COMPARTIENDO ]AÑO INTERNACIONAL DE LA LUZTEXTO VICENTE ABOITESSabemos que la luz es esencial. Prácticamente humana en la que no intervenga el láser, desde las ac- todas las actividades humanas y naturales gi- tividades recreativas como las encontradas en una dis- ran alrededor de ella. El Sol por medio de re- coteque, hasta las encontradas en un robot industrial acciones termonucleares produce una enorme para la industria aeroespacial.cantidad de energía electromagnética dentro del es- La Organización de Naciones Unidas declarópectro visible que es crucial para nuestra sobrevivencia el año 2015 como el “año internacional de la luz”. Estono solo para ver lo que hay a nuestro alrededor, sino le ha permitido a numerosas organizaciones y científi-también para alimentarnos pues el proceso de la foto- cos de todo el mundo, compartir nuestro conocimientosíntesis transforma la energía solar en energía química sobre la luz y sus aplicaciones. Se espera que a lo largoy de este modo se inicia la vida y la cadena alimenticia; de este año los ingenieros, científicos, maestros, empre-desde los organismos unicelulares hasta el hombre. sarios, políticos y todos los ciudadanos, unamos esfuer- Es un hecho que casi todos los grandes cientí- zos para despertar una conciencia global sobre cómo lasficos en la historia de la humanidad se han ocupado de tecnologías basadas en el uso de la luz contribuyen alexplicar y entender qué cosa es la luz, cómo compren- desarrollo sustentable y proporcionan soluciones a retosder este fenómeno de la naturaleza y sobre todo, cómo mundiales en energía, educación, agricultura y salud,manejarlo. El resultado han sido las fibras ópticas que entre otras áreas. Los objetivos del Año Internacionalconectan el internet, los telescopios, los microscopios, de la Luz y de las Tecnologías basadas en la Luz son:los instrumentos óptico-médicos e infinidad de dis- positivos que se utilizan en las actividades industriales • Mejorar la comprensión pública de cómo la luz yy científicas. Probablemente el instrumento óptico sus tecnologías relacionadas afectan a la vida cotidiana ymás notorio por sus connotaciones reales y ficticias son esenciales para el futuro desarrollo de la Humanidad.sea el láser. Instrumento que al ser inventado fue de- • Desarrollar la capacidad educativa mediantefinido como “solución en busca de problemas”. Esto actividades orientadas a la difusión de la cultura científicadebido a que prácticamente no hay ninguna actividad entre los jóvenes en todo el mundo.16 www.cio.mx

• Aumentar la cooperación internacional. • Difundir los descubrimientos de los siglos XIX yXX que han demostrado la importancia fundamental dela luz en la ciencia y el desarrollo científico. • Destacar la importancia de la investigación yfomentar vocaciones científicas en el ámbito de la luz y susaplicaciones. • Promover la importancia de la tecnología de ilu-minación en el desarrollo sostenible y en la mejora de lacalidad de vida en los países en vías de desarrollo. • Dar a conocer la profunda relación que existe entrela luz, el arte y la cultura, así como fortalecer el papel de lastecnologías ópticas en la preservación del patrimonio cultural. • Conseguir que los logros y objetivos anterioresperduren en el tiempo más allá de 2015. A lo largo de este año se espera tener una seriede eventos en todo el mundo, desde debates políti-cos del más alto nivel organizados por organizacionescomo la UNESCO, hasta innumerables otras activi-dades realizadas por voluntarios en escuelas y univer-sidades. El Centro de Investigaciones en Optica seha unido a este esfuerzo mundial con innumerablesactividades, consciente de que esto contribuirá a elevarla cultura y educación de México. COMPARTIENDO 17





[ CONGRESOS ] ISEM-SOI 2O15 FIF TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON EXPERIMENTAL MECHANICS ANDIX SYMPOSIUM “OPTICS IN INDUSTRY ” 5o. Simposio Internacional sobre Mecánica Experimental y IX Simposio “La Óptica en la Industria”TEXTO AMALIA MARTÍNEZEn Guanajuato, Gto., del 17 al 21 de agosto tuvieron lugar conjuntamente los simposios 50 ISEM y IX SOI. Estos congresos fueron organizados por la Academia Mexicana de Óptica (AMO), la Sociedad para la Mecánica Experimental (SEM) de Estados Unidos, y por el Centro de Investiga- ciones en Óptica (CIO). Los simposios coinciden con la celebración del “Año Internacional de laLuz y de las Tecnologías basadas en la Luz, 2015” y con el 35 aniversario del CIO, por lo que ambos simposiosse han llevado a cabo en el marco de estos festejos.20 www.cio.mx

· En el ISEM-SOI 2015 Se impartieron 7 conferencias invitadas por expertos internacionales:· Vector-Wave Holographic Memory: Challenge Again.· Toyohiko Yatagai, Center for Optical Research and Education, Utsunomiya University, Japan (Presidente dela Sociedad de Ingenieros en Estados Unidos, SPIE).· Multimodal Optical Measurement in vitro of Soft Biological Structures, Katia Genovese, School of Enginee-ring, University of Basilicata, Potenza, Italy.· Quantifying errors in image based measurements, Phillip L. Reu, Sandia National Laboratories.· Optical Imaging Through Horizontal-Path Turbulence: A New Solution to a Difficult Problem, William T.Rhodes, Florida Atlantic University.· Volumetric Image Correlation, Hubert W. Schreier, Correlated Solutions, Inc., U. S. A.· Computer-vision-based NDE in aeronautics, Jean-José Orteu, Universite de Toulouse - Institut ClementAder, Ecole des Mines d’Albi, France.· Applied Research for Technological Development and Innovation: a success case in Laser Tech, S. E. AcostaOrtiz, Laser Tech S. A. de C.V., Research Center in Applied Physics, Mexico.· Se aceptaron 111 trabajos, de los cuales 14 fueron seleccionados como pláticas invitadas. Se presentaron tresofertas tecnológicas correspondientes al Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE); elCentro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE); y el Centro de Investiga-ciones en Óptica (CIO). Finalmente se impartieron 2 talleres correspondientes a Manejo de color y LabView.· Los participantes que atendieron el evento proceden de diferentes partes del mundo que incluyen 15 países:9 trabajos son de Europa, 92 de las Américas, 9 del Lejano Este, 1 de África.· Los patrocinadores del ISEM-SOI 2015 fueron la Academia Mexicana de Óptica (AMO), el Centro de Octubre 2015 21

Investigaciones en Óptica (CIO), la Society for Ex- mitiendo la discusión abierta con investigadores indi-perimental Mechanics (SME), el Consejo Nacional viduales y jóvenes.de Ciencia y Tecnología (CONACYT), el Consejo En el caso de los estudiantes, este evento lesde Ciencia y Tecnología del Estado de Guanajuato permite ampliar su panorama más allá de lo aprendido(CONCYTEG), la International Society for Optics y ejercitado en sus instituciones de origen. Les permiteand Photonics (SPIE), la Optical Society (OSA), la conocer los avances de vanguardia y les da la oportu-International Commission for Optics (ICO), la Fe- nidad de presentar su trabajo ante comunidad abierta,deración de Sociedades Científicas de México (FeSo- pero exigente en nivel académico. Estos factores seránCiMe), la Red Iberoamericana de Óptica (RIAO), el de la mayor importancia en la formación y desarrolloCentro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en de nuevos investigadores de alto nivel, necesarios paraElectroquímica (CIDETEQ), la Benemérita Univer- el progreso de Latinoamérica y, llegar a ser críticos ensidad Autónoma de Puebla (BUAP), la Universidad problemas como los que se atacaran en el evento.de Guanajuato (UG), el Instituto Nacional de Astro- Otro beneficio corresponde al sector turístico,física, Óptica y Electrónica (INAOE), el Centro de al dar a conocer a México y en particular a Guanajua-Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico (CCA- to como sitio turístico de gran historia con la consi-DET) y SATELSA, S. A. de C. V. guiente derrama económica para el país. Esta reunión ha permitido discutir los avan-ces de vanguardia en mecánica experimental y ópticahacia la energía y sus aplicaciones, participando lasmás altas personalidades, pero al mismo tiempo per-

MOPM 2O15MEXICAN OPTICS AND PHOTONICS MEETING 2015TEXTO AMALIA MARTÍNEZLa Academia Mexicana de Óptica (AMO) de la AMO así como los representantes de las aso- realizó con gran éxito la edición especial de ciaciones internacionales más importantes en óptica y la Mexican Optics and Photonics Meeting fotónica: los profesores Yasuhiko Arakawa, presidente (MOPM) con la que las comunidades de de la International Comission for Optics (ICO); Pe-óptica y fotónica mexicana e internacional celebraron dro Andrés, presidente de la Red Iberoamericana deen nuestro país el “Año Internacional de la Luz y de Óptica (RIAO); Eric Mazur, vicepresidente de Thelas Tecnologías basadas en la Luz, 2015”, declarado así Optical Society (OSA) y Toyohiko Yatagai, presiden-por la Organización de las Naciones Unidas (ONU). te de The International Society for Optics and Photo- Esta edición especial de la MOPM tuvo lugar nics (SPIE). En la cena también estuvieron presentesdel 9 al 11 de septiembre de este 2015 en las instala- la Dra. Julia Tagüeña Parga, directora adjunta de de-ciones del Centro de Investigaciones en Óptica, A. C. sarrollo científico del Consejo Nacional de Ciencia y(CIO) de la ciudad de León, Guanajuato, institución Tecnología de Mexico (CONACYT); el Ing. Felicia-que precisamente en este año celebra su XXXV ani- no Alfonso Hernández Téllez, Director de Planeaciónversario y sirvió de marco para la ceremonia en la que y Evaluación de Educación Superior Universitaria deel profesor Yasuhiko Arakawa, presidente de la ICO, la Secretaría de Educación; el Dr. Antonio Vega Co-hizo entrega del 2014 ICO Galileo Galilei Award al rona, director del Consejo de Ciencia y Tecnología delprofesor Chandra Shakher. Estado de Guanajuato (CONCYTEG); el Dr. Elder La MOPM2015 inició con la cena de gala que de la Rosa Cruz, director general del CIO; además dela AMO ofreció en honor del profesor William Esco otros directores de instituciones de educación supe-Moerner, laureado con el Premio Nobel de Química rior y de centros públicos de investigación asentadosen 2014, y demás oradores invitados. Esta cena de gala en la ciudad de León.fue atendida por diversas personalidades de la comu- En su carácter de Comité Territorial de Ópti-nidad óptica y fotónica mexicana e internacional, en- ca de México de la ICO y de miembro fundador de latre quienes se contaron a varios presidentes anteriores RIAO, la AMO es reconocida como la representación Octubre 2015 23

oficial de la comunidad mexicana de óptica y fotónica versidad de Valencia); “The Era of Entrepreneurshipen el ámbito internacional, lo que le permite mante- and Innovation in Electro-Optics” por Zeev Zalevskyner convenios de colaboración con diversas asociacio- (Bar Ilan University, Israel); “Femtosecond Laser Mi-nes internacionales y de otros países, como la OSA, la cromachining” por Eric Mazur (Harvard University);SPIE, la Sociedad Española de Óptica (SEDOPTI- “Light, A Powerful Tool to Measure Temperature andCA), la Sociedade Portuguesa de Óptica e Fotónica Temperature Profile of Gaseous Flames, and Some(SPOF), etc., gracias a los que es posible contar con other Industrial Applications of Light” por Chandrala presencia de distinguidas personalidades del cam- Shakher (Indian Institute of Technology Delhi) ypo, como el profesor William E. Moerner de la Uni- “Polarization Holography and its Application to Op-versity of Stanford, quien impartió la conferencia de tical Mass-Storage” por Toyohiko Yatagai, (Utsuno-apertura de la MOPM2015: “Light Paves the Way to miya University).Single-Molecule Detection and Photocontrol, Foun- En la MOPM2015 se presentaron tambiéndations of Super-Resolution Microscopy”. 16 pláticas invitadas impartidas por: Baldemar Iba- A la plática de apertura del profesor Moerner rra, Miguel Alonso, Gerko Oskam, Cecilia Noguez,se sumaron seis plenarias más: “Optics and Photonics Zeev Zalevsky, Isaac Hernández, Canek Fuentes,for Human Society” por Yasuhiko Arakawa (Uni- David Monzón, Mikhail Shlyagin, Esperanza Ca-versity of Tokyo); “Imaging through Turbid Media rrasco, Xavier Mathew, Mildred Quintana, Rober-by Single-Pixel Detection” por Pedro Andrés (Uni- to Machorro, Antonio Meneses, Gerardo Gutiérrez24 www.cio.mx

y Alfonso Lastras, y 60 trabajos murales, dos de los rectivas de algunos capítulos estudiantiles de OSAcuales fueron seleccionados por un comité de investi- y SPIE de la región, con los dignatarios de las so-gadores para ser premiados como los mejores trabajos ciedades científicas internacionales; y en su Primeramurales presentados por estudiantes: Marco Antonio Asamblea General Ordinaria de 2015, la AMO deci-Cortez Herrera, estudiante del Centro de Investiga- dió otorgar la sede de la MOPM2017 a los colegas delción Científica y de Educación Superior de Ensena- Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electróni-da, obtuvo el premio “OSA Best Student Poster in ca, ubicado en Tonatzintla, Puebla.Photonics” con su trabajo “Effect of the anisotropy of La AMO se congratula del enorme éxito quethe erbium ions in a double-pass superluminescent significó la MOPM2015 y agradece a sus miembros,source on the stability of its spectral emission profile, a sus socios internacionales y a sus patrocinadores: elpower and polarization”; y Esperanza Guerra Rosas, Centro de Investigaciones en Óptica (CIO), el Conse-estudiante del Departamento de Investigación en Fí- jo Nacional de Ciencia y Tecnología de México (CO-sica de la Universidad de Sonora, obtuvo el premio NACYT), el Consejo de Ciencia y Tecnología del Es-“SPIE Best Student Poster in Optics” por su trabajo tado de Guanajuato (CONCYTEG), la International“Automatic diagnosis of pigmented skin lesions based Society for Optics and Photonics (SPIE),The Opticalon digital images”. Ambos estudiantes recibieron un Society (OSA), la International Commission for Op-diploma y 500 USD en el acto de premiación que tuvo tics (ICO), la Federación de Sociedades Científicaslugar durante el banquete del MOPM2015; en el que de México (FeSoCiMe), la Red Iberoamericana detambién la Dra. Amalia Martinez, presidenta 2015- Óptica (RIAO), INTERCOVAMEX, S. A. de C. V.,2016 de la AMO, entregó una placa conmemorativa ANRITSU S. A. de C. V. y SATELSA, S. A. de C. V.,por el centenario que OSA celebrará en 2016, a su cuyo apoyo fue clave para la realización de esta ediciónvicepresidente 2015, el Dr. Eric Mazur. especial de la MOPM. La MOPM2015 albergó también una mesaredonda en la que se trataron temas relacionados conla fabricación óptica, y una reunión de las mesas di- Octubre 2015 25

SPECKLE 2O15TEXTO FERNANDO MENDOZAEn Agosto de este año se llevó a cabo en terferometría con láseres que iluminaban objetos que México el Congreso SPECKLE 2015, el no eran especulares, o sea, objetos rugosos que “refle- sexto en la serie que inicio en el año 2000. jaban” la luz como ruido o granulosidad por lo que El Congreso tuvo visitantes de más de 20 los especialistas se avocaron a tratar de eliminarlo. Nopaíses de los cuales acudieron científicos altamente fue sino hasta finales de los 60’s que un grupo se dioespecializados, así como estudiantes realizando sus cuenta que esta granulosidad podría ser aprovechadainvestigaciones en este tema. Este evento constó de para beneficio de hacer mediciones, o sea metrología,ocho charlas de investigadores invitados de países y a la par de la holografía interferométrica, nace la in-como E.U.A, Japón, China, Bélgica y Alemania, quie- terferometría de SPECKLE (o de moteado).nes ofrecieron una estupenda muestra del estado del Es importante este acontecimiento ya quearte en aplicaciones de SPECKLE (o moteado como este ruido se convirtió en algo que representa partese le conoce en Español). El Centro de Investigacio- del objeto que se observa, por lo que ahora se puedennes en Óptica, por su parte, en temas de metrología medir: desplazamientos que se pueden traducir en es-usando este fenómeno, SPECKLE, es a nivel mundial fuerzos, modos de vibración, obtener información deluna institución de vanguardia, razón por la que fue por qué un objeto sufre esos desplazamientos debido asede de este congreso. por ejemplo efectos térmicos, propiedades mecánicas Al iluminar con luz coherente (monocromá- como el módulo de Young, que permite relacionar latica) una superficie rugosa tiene como resultado un elasticidad de la superficie de un objeto. A partir depatrón de luz granulada o moteada, fenómeno que esto comenzó a la par el estudio teórico de los fenó-se conoce como SPECKLE, o moteado en Español. menos con gran interés no sólo de los Ópticos, sinoCon la invención del láser dicho fenómeno se hizo también de los especialistas en Telecomunicacionesnotar hace algunas décadas en la comunidad científi- por ser un fenómeno que también se observa cuandoca, en particular en la óptica y de telecomunicaciones. se rastrean señales satelitales. Se hizo relevante en Metrología Óptica en los A partir de los 80’s crece vertiginosamente elaños 60’s, pues se comenzó a experimentar con in- estudio del moteado y sus avances en metrología. Esta26 www.cio.mx

técnica es de suma importancia encontrando hoy día es- tores María del Socorro Hernández, Mauricio Flo-tudios de moteado para el corazón, venas, tejidos blandos res, Manuel De la Torre y Fernando Mendoza, quey duro como el cráneo, huesos, microrganismos en líqui- propone estudiar y caracterizar neoplasias en tejidosdos, estudio para restauración de arte, en escultura, etc. suaves, proyecto que se encuentra en evaluación. Por Funge como base teórica y base experimental este motivo se tiene una colaboración continua conen la construcción de edificios y puentes, hoy en día médicos en la búsqueda de desarrollar aplicaciones detambién es importante para la industria manufactu- las técnicas basadas en el moteado y de esta forma,rera, en el cálculo de esfuerzos, el cómo estos esfuer- atraer los recursos e innovaciones necesarias para quezos internos de las superficies de los objetos dan como el CIO se involucre en cubrir las necesidades del paísresultado fatigas y fracturas en materiales. Existen en temas de soluciones ópticas aplicadas a la salud.grupos multidisciplinarios que utilizan a la interfero- Los Drs. Fernando Mendoza, Socorro Her-metría de moteado, una técnica óptica no invasiva, en nández Montes y Mauricio Flores, y un grupo decasi todas las disciplinas. Desde las ciencias sociales en E.U.A., han aplicado esta metodología de estudiar larestauración de arte, a la biomédicina, física, química, membrana timpánica que es un tejido blando y trans-ingenierías, en diseño, manufactureros y ensamblado- parente, han estudiado, también las cuerdas vocales:res en industria espacial y automotriz. iluminan estos tejidos con láser y se combina la luz Hoy día, los nichos de aplicación más impor- que se refleja de estos objetos con otra luz de referen-tantes donde se desarrollan las técnicas basadas en cia y ésta arroja información de cómo se está defor-moteado es en biomedicina, por ser un campo com- mando el objeto y usando SPECKLE, por ejemplo.pletamente abierto para hacer investigación de fron- En este tema (SPECKLE), el Grupo de Metro-tera, debido a las pocas aplicaciones que se desarrollan logía Óptica del CIO mantiene convenios de colabora-y gracias a los resultados de gran utilidad para la co- ción interinstitucional y relaciones laborales para utilizarmunidad biomédica. muestras médicas en los laboratorios y actualmente co- Dentro del tema del Congreso, el CIO envió labora con diversos grupos de Universidades en Japón,el proyecto para Fronteras de la Ciencia de los Doc- Alemania, Francia, Inglaterra y Estados Unidos. Octubre 2015 27

Arreglo para microscopía holográfica. Esta técnica permite hacer un acercamiento, al igual que un microscopio convencional, con el que sepueden observar objetos micrométricos con la diferencia de que éste nos permite conocer la profundidad de los objetos, es decir, verlos en 3D.Laboratorio Metrología del CIO



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[ LA NOTA ] NOTA porque todos tenemos algo que decir...MI EXPERIENCIA EN EL CIOTEXTO OSCAR NARANJOSoy físico egresado de la universidad del Quin- contenido curricular, y aparte por los investigadores y dío en Colombia, formado en física teórica grupos de investigación que están en el CIO haciendo casi que por obligación; ya que son pocas las investigación de punta. Ademas, me ofrecieron una opciones que se tienen cuando se estudia en atractiva beca por parte del CONACYT que me se-una universidad con pocos recursos para investigación, ría otorgada si lograba ser parte de la maestría. Ahoray cuando el programa sólo tiene siete años de antigüe- tenía que tomar una decisión; continuar buscando unadad. Sin embargo, se puede decir que es un programa beca en física teórica o presentarme a la maestría encon una excelente planta docente y muchísimas ganas ciencias. Fue en ese momento en el que el panoramade trabajar. Aprovechando la colaboración entre gru- se aclaró y pensé que sería una oportunidad para ad-pos de investigación de la Universidad del Quindío y la quirir las habilidades experimentalistas, que no pudeUniversidad Estatal Paulista en Sao Paulo, fui a hacer adquirir durante mi pregrado; con el plus de que lasmi trabajo de grado en dinámica molecular a Brasil, iba a aprender en uno de los centros en investigacio-donde estuve 6 meses aprendiendo más física teórica. nes en óptica más prestigiosos de latinoamerica. Regresé a Colombia a defender mi trabajo Acceder a una beca en Colombia es relativa-de grado y con la intención de buscar un posgrado, mente difícil, y si hablamos de óptica, Colombia nopreferiblemente en física teórica. En esa búsqueda tiene centros de investigación especializados en esto.tuve la oportunidad de asistir a una de las charlas Por otra parte, la oportunidad de conocer otro paísque realiza el departamento de formación académica con una cultura tan colorida y tan rica, es bastante(DFA) del CIO en diferentes países, con la finalidad atractivo, así que no fue difícil tomar una decisión.de incentivar a estudiantes extranjeros a realizar uno Una vez decidido a empezar el proceso de admisión,de los posgrados que ofrece esta institución. La maes- el cual fue bastante claro, siempre tuve un completotría en ciencias, una de las que promocionaron en esa acompañamiento y asesoramiento por parte del CIO.oportunidad, me resultó bastante interesante por su Para ello, fue necesario presentar diversos exámenes; LA NOTA 31

tanto de conocimientos generales en física, como en- vo ingreso, recuerdo ese día como el día en que conocítrevistas personales por videoconferencia. En cuanto a mi nueva familia, porque ahora siento que el CIOme notificaron que fui aceptado, sólo restaba tener es mi hogar. Actualmente estoy en tercer cuatrimes-visa de estudiante, lo cual fue muy fácil ya que en la tre, impresionado por el excelente trabajo que hacenembajada de México en Colombia tenían los datos muchos de los grupos de investigación, ademas, porde las personas aceptadas al posgrado en el CIO, y el buen trato que nos dan a los estudiantes, y por lacon estos datos sólo era cuestión de prestarme en la cantidad de opciones que tenemos para hacer trabajoembajada y listo. de calidad en nuestra maestría. En conclusión, estoy Con la visa, los boletos aéreos y la maleta, todo bastante satisfecho y agradecido por la oportunidadestaba listo para viajar a León y empezar la maestría que me ha dado este maravilloso país, oportunidadesla primera semana de septiembre del 2014. Llegué a que quizá hubiesen sido difícil de tener en mi país deLeón a finales del mes de Agosto del último año, des- origen. Esta experiencia ha cambiado mi vida y aho-pués de una emotiva y temporal despedida de mis se- ra espero terminar a tiempo mi maestría y sí tengores queridos en el aeropuerto de mi país. El CIO tenía la oportunidad, empezar un doctorado aquí o en otropreparada una bienvenida para los estudiantes de nue- país colaborando con el CIO. Por ultimo, quería comentar que el programa de física de la universidad del Quindío ha tenido mejoras sig- nificativas, y más el CIO se ha centrado en esta insti- tución para ofrecer su maestría y de esta forma, otras personas realmente brillantes de allí, tienen la posibi- lidad de iniciar la maestría en ciencias, situación que me alegra porque espero tener la oportunidad, con mis colegas colombianos, de devolver un poco de lo que estos dos países nos han dado, y creo que la forma es creando futuras colaboraciones de investigación entre las dos instituciones. Oscar Naranjo, estudiante de la maestría en ciencias del centro de investigaciones en óptica (CIO).32 www.cio.mx



[ LA CIENCIA A TU ALCANCE ] L A B O R AT O R I O PARA EL MANEJO Y LA PREPARACIÓN de muestras biológicas en el CIOTEXTO VALERIA PIAZZADesde los tiempos más antiguos, objetos que ha jugado a favor de los desarrollos ópticos, es la cristalográficos o lentes primitivas en- importante inversión financiera hacia campos como contradas en la naturaleza fueron uti- la microscopía y desarrollos tecnológicos afines a esta lizados para encender fuegos, observar área, especialmente aplicada a las ciencias de la vida yobjetos lejanos y buscar los elementos más pequeños a las nanociencias, alcanzando montos de más de 5 milque componen la materia inanimada, las plantas y los millones de dólares (Market and Market: Microscopyanimales. A partir de estas observaciones, el concepto Market - Global forecast to 2019).de estudio morfo‐funcional de seres vivos y sus com- En el Centro de Investigaciones en Ópticaponentes más elementales ha ido evolucionando entre (CIO) desde hace unos años se han iniciado esfuerzos enotras cosas gracias a la aplicación de la Óptica como la investigación, aplicación de técnicas ópticas no invasi-ciencia que estudia la interacción de la luz con la ma- vas y desarrollo de nuevos nanomateriales, para coadyu-teria en todas sus formas útiles. var a contestar preguntas básicas vinculadas a problemas Históricamente, el desarrollo de aplicaciones de biológicos actuales. La mayoría de los investigadores conla óptica para el estudio de fenómenos biológicos ha líneas de trabajo relacionadas con la biofotónica, realizansido tan exitoso, que al día de hoy representa uno de los colaboraciones con especialistas en el área biomédica, lacampos de mayor expansión de la investigación cientí- cual tiene un fuerte impacto en la solución de problemasfica. Esta posición relevante, de constante dinamismo de salud y potencialmente en consorcios farmacéuticosen el área de investigación básica y de sofisticado desa- donde se desarrollan medicamentos de última generaciónrrollo tecnológico, se debe a las continuas e impactantes en el tratamiento y posible cura de diversas enfermedadesinnovaciones de la Óptica y áreas de investigación vin- que aquejan a la raza humana. A pesar de estos esfuerzosculantes. Como por ejemplo, podemos citar los trabajos de colaboración activa en el área biomédica y biofotónicaen el área de super-resolución en microscopía óptica de que se han realizado en el CIO, la institución no ha con-Hell, Moerner y Betzig, que les conllevo a la asigna- tado con las instalaciones básicas para tener la posibilidadción del premio Nobel de Química 2014. Otro factor de preparar algunas muestras biológicas en sus edificios,34 www.cio.mx

hasta hoy. Políticas claras plasmadas en el plan estratégico En este laboratorio se realizará la preparación dedel CIO en el presente periodo han permitido la incor- muestras biológicas elementales lo que permitirá que losporación a las actividades de investigación del Centro de investigadores interesados en estas líneas bio, realicen enuna especialista en biología molecular y celular quien ha el CIO experimentos de biofotónica sin depender de ter-estado en constante colaboración con otros investigadores ceros para la obtención de las muestras. Este equipo de in-en lo que fue la escritura y envió de un proyecto de inves- vestigadores está trabajando en la organización y puesta entigación dentro de la convocatoria “apoyos a la infraes- marcha de este laboratorio, para optimizar la inversión entructura 2015” emitida por el CONACYT, y cuyo resul- equipos útiles para el soporte de proyectos dirigidos a dife-tado derivo en la obtención de recursos para la instalación rentes necesidades y con características muy heterogéneas.de un laboratorio básico con la finalidad de preparar y El laboratorio va a constituir el soporte ade-manejar ciertos tipos de muestras biológicas en CIO. cuado para la correcta operación del microscopio LA CIENCIA A TU ALCANCE 35

LSM-710-NLO, adquirido en 2014 y actualmente en los proyectos internos adonde se necesite manipular yfunciones en el CIO. Para aprovechar el potencial de utilizar muestras de origen biológico clasificadas comoeste microscopio de última generación, el laboratorio no peligrosas, y estará abierto a los colaboradores.de preparación de muestras biológicas contará con una El laboratorio permitirá mantener en cultivogama de equipos útiles para conservar, observar, pre- varías líneas celulares, con características diferentesparar y almacenar muestras biológicas de varios tipos. dependiendo del objetivo experimental. Está área es-Con esta idea, se pretende que la preparación de mues- pecializada permitirá la observación de las células entras vivas o fijadas para ser observadas con microscopía cultivo, así como su procesamiento para varios experi-confocal y multifotónica, sea algo fácilmente realizable mentos y para la crio-conservación. Debido a la pre-en CIO. Sin embargo, el laboratorio apoyará a todos sencia de células vivas, esta área será restringida a losFigura 1. Experimentos presentes y futuros hechos en el CIO. Imágenes de células de endotelio arterial pulmonar bovino (muestracomercial), tomadas con el microscopio LSM-710 NLO Zeiss del CIO. Debido al protocolo de tinción (imagen a la derecha), los núcleosemiten una fluorescencia azul, las mitocondrias alrededor de los núcleos emiten una señal en la parte roja del espectro y el citoesqueletode actina está teñido con un fluorocromo que emite en el verde. En las zonas donde supuestamente hay co-localización, se aprecia unamezcla de fluorescencias emitidas, que se puede apreciar a partir de los colores correspondientes combinados (por ejemplo, en la figura dela izquierda, los núcleos aparecen en color rosa = azul + rojo). Este fenómeno se presenta debido a la cercanía de los espectros de excitacióny de emisión, por lo que la señal de un fluorocromo puede ser detectada y sumarse a la del fluorocromo contiguo en el espectro aunque noestén superpuestas espacialmente (encimadas una con otra), fenómeno conocido como “crosstalk”. Gracias a que el microscopio cuenta conun analizador espectral (conocido como sistema “Quasar”), es posible tomar imágenes con tonos combinados como la que se muestra a laderecha de la figura. Este tipo de muestras serán viables de ser preparadas en el CIO una vez que el nuevo laboratorio de preparación demuestras se encuentre cien por ciento funcional.36 www.cio.mx

usuarios de las mismas células, con la finalidad de evitar contaminaciones bacterianas y de hongos, fácilmentetransmitidas con el contacto humano. Otro tipo de muestras que se podrán procesar en este laboratorio es la tisular, como las biopsias de ori-gen clínico. Para la preparación de estas muestras se necesitan equipos para el seccionamiento de los bloquestisulares, que permitan manejar material conservado de origen en modalidades diferentes, como los incluidosen parafina o bien congelados. En el laboratorio de preparación de muestras, existirá un área donde se podránutilizar químicos para el procesamiento de células y tejidos, para fijarlos y así garantizar que permanezcanmorfológicamente inalterados para la duración del experimento o para aplicarle varios protocolos de tinción.El laboratorio contará igualmente, con varios equipos de refrigeración que trabajarán a diferentes temperaturaspara garantizar la óptima conservación de tejidos y reactivos, así como de instrumentos para la preparación deuna amplia gama de soluciones de uso común en el ámbito biológico (por ejemplo balanzas, agitadores, bañosde agua, etc.) El contar con un laboratorio de estas capacidades, básico en un inicio pero con el potencial para crecerloen el tiempo de acuerdo a la demanda interna y necesidades específicas de investigación, facilitará la tarea detodos los involucrados en proyectos orientados al sector salud, biología, nano materiales, etc., para alcanzar lasmetas propuestas así como potencializar las bondades de la óptica para activamente influir en líneas de inves-tigación de vanguardia.Figura 2: Colaboraciones ya activas en el CIO. Proyección de imágenes confocales tomadas con el LSM 710 NLO del CIO de la porciónapical de la coclea (sistema auditivo) de rata de 6 meses. En verde se evidencian los axones de las neuronas auditivas que entran encontacto sináptico con las células ciliadas internas. Un numero limitado de axones sigue hacia las células ciliadas externas. La región de lascélulas ciliadas se observa en rojo. Escala: 50 um. Este tipo de preparaciones están en proceso de ser montadas en la unidad de Biofotónicaen el CIO. Imagen cortesía de Paola Segoviano, en el grupo del prof. V. Hernández, DCI, Universidad de Guanajuato. LA CIENCIA A TU ALCANCE 37

Guanajuato tiene primer museo deÓPTICA Y FOTÓNICATEXTO ELEONOR LEÓNEl Centro de Investigaciones en Óptica (CIO) ubicado en León, Guanajuato albergaen sus instalaciones al primer museo dedicado a los fenómenos físicos de la luz: Museode óptica y fotónica.la óptica es una rama de la Física que estu- El objetivo del proyecto es mejorar la calidad dia la luz, su comportamiento e interacción del servicio que se otorga a las escuelas y provocar una con la materia, sus aplicaciones en tecno- afinidad con la ciencia entre los asistentes, presentan- logía, energía, telecomunicaciones, el sector do una mayor variedad de principios ópticos de mane-salud, así como medios y problemáticas que se resuel- ra novedosa. Lo que prospecta un incremento del nú-ven con ella y hacen nuestra vida más segura y cómoda. mero de visitantes y por ende, un efecto multiplicador Este peculiar espacio de ciencia, se fundó el que pretende alcanzar a todo el país.5 de septiembre de 2006, con dos salas de exhibición El visitante podrá disfrutar de un vestíbuloy algunos experimentos que los mismos investigado- para exposiciones temporales, un planetario, una salares del CIO adaptaron, para que el público tuviera un de talleres, cuatro salas de exhibición y una terrazaacercamiento más directo con la óptica. Hoy en 2015 para observaciones astronómicas. Algunos de los te-con más de 2,500 visitantes al año el Museo de óptica mas que se exhibirán son: la refracción y reflexión dey fotónica comenzó su periodo de crecimiento pasan- la luz, la polarización, el color, las imágenes 3D, lasdo de los 250 m2 hasta los 1,100 que serán construi- fibras ópticas, etc. Pero no solo eso, sino que ademásdos en dos plantas. de comprender la relevancia de la óptica en la vida38 www.cio.mx

Ampliación de museo de óptica y fotónicaAcceso arquitectura RCENTRO DE INVESTIGACIONES (477) 5 77 48 99 EN OPTICA A.C. [email protected], cada fenómeno o aplicación podrá relacionarse de inmediato con el conocimiento científico y tecno-lógico que el CIO genera. Se estima que a inicios de 2016 este museo renovado abrirá sus puertas al público, no solo con un espaciomás grande, sino con un horario de atención más amplio. Con la ampliación del Museo, este Centro CONACYT, podrá continuar con el fortalecimiento del impac-to social en la ciudad, el estado y el país en temas de óptica y sus disciplinas afines. Lo que le permite posicionarsecomo punta de lanza en el diseño de programas, espacios y actividades que fomentan la cultura científica. Octubre 2015 39





[ COMPARTIENDO ]PLA RESOLUCIÓN ÓPTICA Y EL REMIO NOBEL DE QUÍMICA 2014TEXTO ORACIO BARBOSAEl pasado 9 de septiembre, el Prof. William En el campo de la óptica existe un límite natu- E. Moerner, laureado Nobel en Química en ral para la visualización y definición apropiada de imá- 2014, impartió la conferencia titulada “La genes de objetos pequeños, ya que para visualizar con luz provee el camino para la detección de suficiente nitidez cualquier objeto es necesario ilumi-una sola molécula y su foto-control: Fundamentos de narlo; es decir, hacerle incidir luz. Entre más pequeñola microscopía de súper-resolución”, en la apertura de es un objeto es necesario utilizar luz con una menorlos trabajos del congreso internacional Mexican Op- longitud de onda1, lo que establece un límite naturaltics and Photonics Meeting 2015, llevado a cabo por para poder observar cosas pequeñas. Este límite natu-el Comité Territorial de Óptica de México de la In- ral, comúnmente conocido como el límite de difrac-ternational Commission for Optics/Academia Mexi- ción, fue formulado por los científicos Abbe y Rayleighcana de Óptica, en las instalaciones el Centro de in- a fines del siglo XIX, y constituye un concepto funda-vestigaciones en Óptica (CIO); y dentro del marco de mental para las aplicaciones con microscopios ópticos.la celebración del “Año Internacional de la Luz y de De forma práctica, esto implica que si dos objetos mi-las Tecnologías basadas en la Luz, 2015” y del XXV croscópicos están separados por una distancia mayorAniversario del CIO. Este texto pretende describir a la mitad de la longitud de onda de la luz empleadabrevemente el problema fundamental de resolución para iluminarlos, entonces podrán ser definidos comoen la óptica que resolvió el Prof. Moerner y con la cual dos objetos independientes; pero si están separadosabrió nuevos caminos en el conocimiento científico por una distancia menor, entonces serán visualizadosque han repercutido directamente en la generación de (con el microscopio óptico) como un solo objeto; estonuevas tecnologías en el campo de la salud, lo que le es, no será posible definirlos nítidamente como objetosvalió obtener el Premio Nobel de Química apenas en independientes. Por ejemplo, si utilizamos luz azul, laoctubre pasado. luz visible de menor longitud de onda, cuya longitud 1 La luz visible es aquella radiación electromagnética con longitudes de onda comprendidas entre los 380 nm (ultravioleta) y los 780 nm(infrarroja). Un nanómetro (nm) es la mil millonésima fracción de un metro (m).42 www.cio.mx

de onda ronda los 400 nm, ésta nos permitirá visualizar organismos microscópicos como la bacteria Escheri-nítidamente objetos con tamaños de alrededor de 200 chia coli, cuyo tamaño es de aproximadamente 1 000nm, pero los de menor tamaño o que estén más juntos nm, y otros aún más pequeños, fueron consideradosentre sí, serán vistos como manchas difusas. Otra ma- como micro-organismos primitivos (organismos quenera de entender este límite de difracción es el enfocar no habían evolucionado), simplemente porque no eraun haz de luz láser. El punto de focalización no podrá posible estudiar su estructura interna debido a que lasser menor de la mitad de la longitud de onda de la luz imágenes que se obtenían de éstos no se podían definirdel láser. con claridad por estar en el orden del límite de difrac- La importancia de este límite natural de difrac- ción óptica.ción se ha reflejado en la evolución del conocimiento Pero, ¿acaso se han desarrollado nuevas técni-humano y un ejemplo claro de esto lo encontramos cas para observar objetos más allá del límite de difrac-en la biología, en la que se requiere iluminar organis- ción? La respuesta es afirmativa. Se tienen por ejemplomos vivos microscópicos para poder observarlos con los microscopios de electrones, con los que se puedenla ayuda de microscopios ópticos. Por mucho tiempo definir o resolver objetos del orden de algunos cuan- COMPARTIENDO 43

tos nanómetros. Sin embargo, esta tecnología tiene De manera especial, el 8 de octubre del añofuertes restricciones cuando se emplea para el estudio 2014 el Comité del Premio Nobel otorgó el galardónde micro-organismos vivos como células o bacterias, en química a los científicos W. Moerner, E. Betzig, yya que el haz de electrones los mata. Desde la década S. Hell, por el desarrollo de la microscopía de fluo-de los setenta se han desarrollado diversas técnicas de rescencia de súper-resolución, cuyo alcance permiteuso amplio en la biología para estudiar micro-organis- definir objetos con tamaños o separaciones de apenasmos, y en los años noventa se estableció una técnica unas décimas de nanómetro mediante la conmuta-llamada microscopía fluorescente. Esta microscopía ción secuencial en tiempo de encendido y apagadofluorescente es también una técnica óptica, pero usa la de fluoróforos, de forma que las señales se puedenfluorescencia y la fosforescencia en lugar o en conjunto obtener secuencialmente y de esta manera generarcon la reflexión y la absorción de la luz para estudiar imágenes. Esto es, con configuraciones ópticas espe-compuestos inorgánicos, orgánicos y biológicos. Con cializadas se ha logrado el desarrollo de la microsco-la fluorescencia se generan imágenes y actualmente se pía de fluorescencia de súper-resolución y con esto,tienen diversas herramientas con las cuales se ha logra- se pueden visualizar objetos por debajo del límite dedo ir más allá del límite de difracción. difracción óptica.44 www.cio.mx



Laboratorio NacionalUnade Cvienicsiaióy Tnecnodlogeía TfeurahteurtzroTEXTO ENRIQUE CASTROEn la reciente convocatoria del CONACyT nucleicos, lo que está ligado con su función biológica para la creación de laboratorios nacionales, entre muchas otras aplicaciones científicas. Por otro la propuesta planteada de manera conjunta lado, esta radiación comienza a encontrar usos en mu- entre la Universidad Autónoma de San Luis chas otras áreas como: la industria para la inspecciónPotosí y el CIO resulto seleccionada. Con ello se crea de productos desde chocolates hasta piezas automotri-el Laboratorio Nacional de Ciencia y Tecnología de ces, al igual que en seguridad aeroportuaria, evaluaciónTerahertz (LNCTT). de objetos de valor histórico-cultural y muchos otros La idea detrás del laboratorio es proveer de un campos de la vida cotidiana.conjunto de recursos materiales y de la experiencia ne- Este nuevo laboratorio nacional se organizarácesaria para el uso de radiación en la banda compren- de la siguiente manera:dida entre unas 50um y 3mm. Este tipo de radiación,inaccesible hasta hace apenas unos años, ha encontra- Dispositivos de emisión, detección e ima-do rápidamente, un sinnúmero de aplicaciones cientí- gen de terahertz: Esta parte del laboratorio será ins-ficas y tecnológicas extraordinariamente grande. Des-de el punto de vista científico, abre una ventana para talada en el CIACYT-UASLP. En estas instalacionesel estudio de las cuasi-partículas en sistemas de estado se tendrá la capacidad física para el diseño, preparaciónsólido, como los excitones en semiconductores o los y caracterización de dispositivos electrónicos, fotocon-pares de Cooper en superconductores además de per- ductivos y bolométricos, así como arreglos bidimensio-mitir el estudio de la conductividad de nanopartículas nales de detectores basados en nuevos materia para sery otros materiales nanoestructurados. De igual forma usados en la banda de THz.nos permite observar las vibraciones colectivas en sis-temas biomoleculares, como las proteínas o los ácidos Espectroscopia e imagen espectral de te- rahertz: Esta parte del laboratorio se instalará en el CIO. Aquí se contará con la capacidad de realizar es- pectroscopia de transmisión y reflexión en esta banda46 www.cio.mx

Los paneles (a-d) corresponden a los pulsos de terahertz reflejados de varios puntos localizados en el medallón, las posicionescorrespondientes a cada medición están marcadas en el panel (e). Es fácil observar que el área donde están los puntos presenta una brechainterna de aire que genera un eco de 35 a 45 ps de la superficie, que corresponde a 2.3 mm a 3.4 mm de la superficie. Artículo: Terahertzmeets sculptural and architectural art: Evaluation and conservation of stone objects with T-ray technology. DOI: 10.1038/srep14842,de la revista Nature.espectral, así como la infraestructura para la realización Este laboratorio representa una gran oportu-de imágenes espectrales. nidad para que esta área emergente y estratégica de la Ambas divisiones del laboratorio prestarán óptica tenga un mayor impulso en nuestro país. Hastaservicios tanto a instituciones académicas, empresas el momento solo se tienen identificados seis grupos eny otros particulares, al igual que brindarán la asesoría el país trabajando en temas relacionados, de los cualesque requieran para la implementación de técnicas de hasta donde sabemos, solo tres cuentan con la infraes-terahertz en diversos contextos. Además impulsará la tructura física necesaria para la realización de experi-investigación en esta área más allá de sus propias pare- mentos de terahertz. Sin duda el LNCTT puede ser eldes con la organización de pláticas y cursos de capaci- detonante para la realización de más y mejor investiga-tación en diversas técnicas relacionadas. ción en esta área. Octubre 2015 47

Laboratorio Nacional de Óptica de la Visión en elCENTRO DE INVESTIGACIONES EN ÓPTICATEXTO DANIEL MALACARAEl ojo humano es uno de los órganos más importantes ya que gracias a él podemos tenercomunicación con el mundo exterior. Ha sido el fruto de la evolución de muchos millonesde años, en una gran cantidad de especies vivientes, para llegar a su estado actual. Sufuncionamiento es maravilloso e involucra mecanismos biológicos, físicos y psicológicos. · ESQUEMA DEL OJO HUMANO ·48 www.cio.mx

El Centro de Investigaciones en Óptica Los resultados prácticos esperados serán, entre (CIO) propone el establecimiento del La- otros, un mejor conocimiento de los mecanismos de boratorio Nacional de Óptica de la visión, cuyo visión, el diseño y producción de instrumentos auxilia- objetivo principal es investigar el funciona- res para la corrección de ametropías visuales y para elmiento del ojo humano en sus múltiples aspectos y la diagnóstico de patologías. Adicionalmente permitirácomprensión de los mecanismos de visión. Además, se proporcionar servicios clínicos especializados a la po-estudiarán los procesos involucrados en el diseño y fa- blación, mediante la vinculación con instituciones delbricación de los elementos ópticos destinados al diag- sector salud.nóstico y tratamiento de patologías visuales. El estudio de los mecanismos de visión y sus En este laboratorio interdisciplinario podrán técnicas de medición es una disciplina que han traba-concurrir físicos especialistas en óptica, profesionales del jado los grupos de óptica en México ya por muchosárea médica (oftalmólogos y fisiólogos), optometristas e años. Los productos de investigación y tecnológicosingenieros biomédicos. El concurso de estos profesio- van desde el diseño de lentes, estudios de los mecanis-nales en este espacio común se facilitará a través de la mos de visión, los instrumentos de diagnóstico y losorganización de seminarios, cursos, talleres y otros me- instrumentos ópticos para observación y medición delcanismos de participación y discusión. Adicionalmente, ojo. Se ha acumulado experiencia por más de cincuentaeste laboratorio contará con los equipos de la más alta años, pero hasta la fecha, no se ha elaborado una estra-tecnología asociada a los mecanismos de visión. tegia orientada a la consecución de una infraestructura El laboratorio estará a disposición de investi- sólida para la producción de artículos con alto valorgadores, tanto nacionales como internacionales, para la agregado. Un inventario simple nos indicaría que exis-realización de los más ambiciosos proyectos de investi- ten en México varios grupos aislados en diversos luga-gación visual. res realizando investigaciones de alto nivel en el campo La concurrencia de los mejores investigadores de la visión y la imagenología. Desafortunadamente,nacionales en un laboratorio que contiene tanto los me- algunos grupos diversos efectúan investigaciones co-jores equipos comerciales, como los equipos originales munes pero sin relación uno con los otros. En ocasio-allí desarrollados, generará el mejor espacio de discusión nes, los resultados de un grupo son conocidos por losy planteamiento de soluciones en el campo de la visión. otros hasta que sale a la luz la publicación. Octubre 2015 49

El estudio del ojo humano tiene una gran fas- ganismo humano como la visión por autómatas. Algunascinación, ya que es uno de los órganos más maravillo- de las ciencias más antiguas, tales como el color; la visiónsos desde un punto de vista funcional, pero al mismo por computadora; el reconocimiento de patrones y otras, sontiempo uno de los más complicados del cuerpo hu- campos de estudio de los profesionales de estos campos. Sumano. Los profesionales dedicados al estudio del ojo conocimiento de las matemáticas, la computación y la ins-humano lo hacen desde diversos puntos de vista, entre trumentación óptica, son sus más poderosas herramientas.ellos los siguientes: Los profesionales comúnmente encargados del a) La fisiología del ojo, que es la rama de la medi- estudio del ojo humano son, en primer lugar, los médi-cina encargada de estudiar los mecanismos biológicos de la cos oftalmólogos, cuyos estudios inician con la carrera devisión, que involucran, además de la fisiología y la anato- médico cirujano y posteriormente reciben una especiali-mía, la fotoquímica de la percepción; la ciencia del color y zación por dos o tres años de estudios del ojo con un en-la psicología. foque puramente clínico. Asimismo, los optometristas, b) La optometría, que es la disciplina que tiene estudian una carrera de cuatro años con algunos temasel propósito del ajuste y adaptación de ayudas visuales. de óptica y otros de medicina y tienen como actividadEl objeto principal de la optometría es adaptar los ele- principal detectar y medir los defectos de refracción delmentos ópticos necesarios para la mejora de una calidad ojo para la adaptación de lentes de contacto o anteojos.de la imagen visual. Adicionalmente, un optometrista Los investigadores de la óptica visual buscanse prepara para diagnosticar en su fase inicial cualquier ampliar nuestros conocimientos sobre el ojo humano,problema que incide en los mecanismos de visión. desarrollar nuevos instrumentos para el estudio del ojo c) La ingeniería biomédica con especialización en y sus funciones y nuevos métodos para la detección devisión. Un físico, un ingeniero o un científico que ha sido sus enfermedades. Esta última es la carrera más largapreparado en el conocimiento de la anatomía y fisiología de y complicada, ya que requiere estudios interdisciplina-la visión, puede diseñar y construir los aparatos dedicados rios de matemáticas, de física, de óptica y de medicina.al diagnóstico; corrección; adaptación; estudio de materia- Su preparación es generalmente la de físico o médicoles e investigación de nuevos sistemas relacionados con esta con una maestría y un doctorado que llevan no menosimportante disciplina. De ellos han salido instrumentos de cinco años después de la licenciatura.tan importantes como los sistemas de corrección de ame- En los países más avanzados existen centros etropías LASIK (Laser-Assisted in Situ Keratomileusis), institutos, dedicados a la investigación básica y aplicadalos láseres para cirugía y diagnóstico o los ya tradicionales en los procesos de visión, llevando a cabo una gran can-retinoscopios, oftalmoscopios y cámaras de rendija. tidad de investigación sobre el ojo humano, desde muy d) La óptica física es la rama de la física especia- diversos aspectos: el médico, el físico, el fisiológico, etc.lizada en las diversas áreas de la óptica. Varias de estas Se están logrando desarrollos impresionantesramas inciden directamente en el estudio de la visión, es- y útiles que sin duda revolucionarán el estado actualpecialmente el diseño óptico, la instrumentación óptica, la de la ciencia de la visión. En México hay una buenainterferometría, la polarización. cantidad de oftalmólogos y de optometristas muy bien e) La ciencia de la imagen está orientada a un preparados para desempeñar su misión. Asimismo, a lomejor conocimiento de los procesos de visión, tanto del or- largo del país existen algunos hospitales e instituciones50 www.cio.mx