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ORCID:  http://orcid.org/0009-0006-0191-7082
Document type: Trabalho de Conclusão de Curso
Access type: Acesso Aberto
Title: Novo método para medição da largura de feixes gaussianos utilizando imagens de laser speckle
Alternate title (s): New method for measuring the width of Gaussian beams using laser speckle imaging
Author: Bessa Junior, Erasmo Carlos
First Advisor: Almeida, Gustavo Foresto Brito
First member of the Committee: Messias, Djalmir Nestor
Second member of the Committee: Villas Bôas, José Maria
Summary: Este trabalho apresenta um novo método para medir a largura de feixes de laser gaussianos utilizando a análise de imagens de laser speckle. A técnica aproveita a relação inversa entre o tamanho dos grãos de speckle e a largura do feixe, permitindo medições precisas por meio de processamento de imagens e análise estatística. Os resultados foram validados comparando as medições baseadas em speckle com métodos tradicionais, como o imageamento direto do feixe utilizando uma câmera e um perfilômetro comercial com varredura de fenda, mostrando excelente concordância. Diferentemente dos métodos convencionais, que enfrentam limitações relacionadas à resolução dos pixels do sensor, essa abordagem conseguiu medir cinturas de feixes tão pequenas quanto (1.87 ± 0.02) µm, menores do que o tamanho de um único pixel da câmera. Além disso, o sistema fixo e sem partes móveis proporciona maior estabilidade e reprodutibilidade. Este trabalho destaca as vantagens do método baseado em speckle para diagnósticos ópticos, apresentando-o como uma alternativa capaz de superar limitações das técnicas tradicionais.
Abstract: This work introduces a novel method for measuring the beam waist of Gaussian laser beams using laser speckle analysis. By leveraging the inverse relationship between speckle grain size and beam size, the proposed approach achieves precise measurements through image processing and statistical analysis of speckle patterns. The methodology was validated by comparing results from speckle-based measurements with those obtained using direct imaging and a commercial slit-scanning beam profiler, demonstrating excellent agreement. Unlike conventional beam profiling methods, which are constrained by pixel resolution limitations, this technique resolved tightly focused beam waists as small as (1.87 ± 0.02) µm, smaller than the camera sensor pixel size. Furthermore, the static setup, free of moving parts, enhances stability and ensures reproducibility. This method highlights the advantages of the speckle-based approach for laser diagnostics and its potential to overcome the limitations of conventional profiling techniques.
Keywords: Feixe gaussiano
Gaussian beam
Cintura do feixe
Laser speckle
Metrologia óptica
Beam waist
Laser speckle
Optical metrology
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::AREAS CLASSICAS DE FENOMENOLOGIA E SUAS APLICACOES::OTICA
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Quote: BESSA JUNIOR, Erasmo Carlos. Novo método para medição da largura de feixes gaussianos utilizando imagens de laser speckle. 2025. 35 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Física de Materiais) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/45691
Date of defense: 5-May-2025
Appears in Collections:TCC - Física de Materiais

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