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La polarimetría, una técnica óptica con aplicaciones botánicas

Este artículo, publicado en PLoS ONE, es el resultado de una colaboración entre miembros del grupo de Óptica, del Departamento de Física de la Universidad Autónoma de Barcelona, ??del Laboratoire Picma – Ecole polytechnique de París, del Departamento de Biología Celular, Fisiología e Inmunología de la Facultad de Biología de la Universidad de Barcelona y del Instituto Botánico de Barcelona.

Los métodos ópticos, como la microscopía de fluorescencia o la imagen hiperespectral, han sido a menudo utilizados para la visualización y la caracterización de las plantas. Otro conjunto de técnicas ópticas, agrupadas bajo el nombre de polarimetría, se han utilizado muchas veces para mejorar el contraste de la imagen en múltiples aplicaciones. Sin embargo, la mayoría de los pocos trabajos relacionados con la polarización y las plantas estudia la luz dispersada por las plantas utilizando como indicador del grado de polarización (DoP), obviando otros métodos polarimétricos más potentes. En este contexto, destacamos en el trabajo mencionado el potencial de las diferentes métricas de despolarización obtenidas con la medida de la matriz de Mueller (MM, Figura 1): el índice de despolarización y los índices de pureza polarimétrica. En el artículo se lleva a cabo una comparación cualitativa y cuantitativa entre las imágenes basadas en DoP y MM en la especie Hedera maroccana (Figura 2) y se demuestra que las medidas basadas en Mueller son generalmente más adecuadas en términos de contraste que las medidas basadas en DoP.

Figura 1. Esquema del polarímetre utilitzat per a mesurar les matrius de Mueller de les fulles de la planta.

Los ejemplos proporcionados en este trabajo demuestran que los métodos polarimétricos se pueden utilizar con éxito en aplicaciones botánicas y los métodos descritos pueden ser de interés en un gran número de aplicaciones en este campo, como por ejemplo en la caracterización de estructuras vegetales, en estudios de taxonomía y evolución, en la determinación del estrés hídrico y en la detección temprana de algunas enfermedades de las plantas.

Figura 2. (a) Imatge de la intensitat de la llum no polaritzada de Hedera maroccana obtinguda per transmissió. (b) – (d) imatges DoP.

Van Eeckhout A, Garcia-Caurel E, Garnatje T, Durfort M, Escalera JC, Vidal J, Gil JJ, Campos J Lizana A. (2019) Depolarizing metrics for plant samples imaging. PLoS ONE 14(3): e0213909.
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0213909

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