Los telémetros desarrollados se basan fundamentalmente en la reinyección de una pequeña porción de luz, emitida por un láser, debido a la retrodispersión luminosa ocurrida en un obstáculo presente en el recorrido del haz. La reinyección de luz en la cavidad produce variaciones en la potencia de emisión. Estas variaciones de potencia son monitoriadas/sensadas por un fotodiodo PIN incorporado en el empaque del láser semiconductor. La señal producida por el fotodiodo se le llamará en lo sucesivo, señal de automezclado. / Tesis

El objetivo del presente estudio es diseñar e implementar un equipo regenerador de tejidos blandos basado en diodos emisores de luz y diodo láser, con potencia luminosa regulable entre 5-100mW, en pasos de 5mW; con frecuencia de pulsación del haz de luz, generado por una onda cuadrada simétrica, variable entre 1-100Hz, en pasos de 1Hz; y tiempo de aplicación entre 1 y 15 minutos, con pasos de 1min; de esta de manera se puede controlar la energía luminosa total emitida por los diodos emisores de luz o diodo láser que contribuya en la investigación de una posible solución a la necesidad de acelerar el proceso regenerativo de los tejidos blandos. En la presente tesis se usará una longitud de onda entre 630 – 660nm, luz roja, debido a que en este rango de longitudes de onda se ha demostrado científicamente que se acelera el proceso de regeneración de las células. Se abarcan temas específicos como conocimientos teóricos y prácticos acerca del fundamento clínico de la regeneración celular. Para la implementación del equipo se hizo uso de un microcontrolador, que permitió controlar la energía luminosa emitida por los diodos emisores de luz y el láser diodo hacia los tejidos blandos, controlando la potencia, la frecuencia y el tiempo del tratamiento, además de ayudarnos a implementar un equipo interactivo con el usuario que permita su fácil uso, con una pantalla LCD y un teclado matricial. Se implementó el equipo siguiendo algunas consideraciones teóricas de la norma de seguridad eléctrica para equipos médicos, IEC60601 y la norma IEC 601-2-22, para equipos médicos eléctricos con requerimientos particulares para la seguridad del diagnóstico y terapia de equipos con láser. Se realizaron pruebas eléctricas y se verificó que el margen de error de 10% permitido por la norma no fuese superado. Las pruebas se realizaron a la corriente entregada para la potencia luminosa deseada, frecuencia y tiempo. Los resultados en potencia luminosa fueron: un error mínimo de 0.15% y máximo de 2.744% para los diodos emisores de luz, y un error mínimo de 2.338% y máximo de 8.371% para el diodo láser. Los resultados en frecuencia fueron: un error mínimo de 0.417% y máximo de 0.625%. Por último, el resultado en tiempo fue de un error del 0.01%. Se verifica que se cumplen las normas básicas para la implementación del equipo. Además se observa que el equipo deberá pasar muchas más pruebas para ser comercializado, ya que requiere experimentación clínica lo cual no es parte de esta tesis. Finalmente se realizó una tabulación del costo del proyecto. / Tesis

La medición de secciones transversales en las carreteras permite cuantificar el material de terreno o material que se va a transportar en camiones para la construcción de la carretera, siendo esto un costo significativo. En la normatividad peruana se exige una medición del terreno bajo un método directo, que consiste en anotar mediciones de ángulos y distancias en la libreta de campo de forma manual para luego ser digitado en la computadora que procesará la información mostrando las estimaciones en los costos. Los instrumentos topográficos de origen extranjero no han sido diseñados para hacer tal medición directa de secciones transversales, por ella la necesidad de buscar alternativas para optimizar el proceso de medición. En el trabajo de tesis se presenta los componentes necesarios para el diseño de un instrumento topográfico para medir distancia y ángulos de forma electrónica para evitar el uso de métodos manuales. Utilizando las propiedades del láser se diseña un emisor y receptor para determinar la distancia utilizando el método del tiempo de vuelo. Se tiene el diseño de un circuito emisor con un diodo láser híbrido de la marca OSRAM. La etapa receptora se compone de fotodiodos y comparadores que se han utilizado en el método de discriminación del tiempo para poder detectar el punto del tiempo para empezar y terminar de contar el tiempo de viaje del rayo láser. Para la medición de ángulos de inclinación se optó por utilizar un inclinómetro electrónico que se encuentra en un encapsulado de manera comercial, tiene características particulares para su funcionamiento y en el trabajo de tesis se presenta el diseño del circuito necesario para implementarlo. / Tesis

En el Perú, la Leishmaniasis es una enfermedad parasitaria de importancia en salud pública pues afecta a 12 departamentos constituyendo la segunda endemia del tipo tropical [4]. La Leishmaniasis cutánea (LC) es un tipo de Leishmaniasis que produce úlceras erosivas que crecen en forma progresiva y cuando afectan la cara produce desfiguramiento facial [5]. Debido a la toxicidad de los tratamientos actuales, médicos investigadores están desarrollando nuevos tratamientos en los que se clasifica las lesiones por estadios clínicos de evolución que depende del análisis de las dimensiones de las lesiones en términos de área, volumen, reconstrucción epitelial y otros factores. Estas medidas hasta el momento han sido obtenidas por visión directa, para lo cual no existe un método estandarizado y además es susceptible de incluir subjetividad y errores que dependen del criterio y experiencia de cada médico. Por esta razón, es necesario contar con un método cuantitativo más exacto y preciso que evite tal subjetividad. La presente investigación desarrolla un conjunto de herramientas computacionales para medir el volumen de heridas de LC y estudiar su evolución en el tiempo. Para este fin, se utiliza un escáner láser de triangulación 3D que obtiene un modelo volumétrico tridimensional de la ulceración. A partir de este modelo y utilizando técnicas de triangulación (Delaunay), interpolación de superficies (cúbica y Spline) y segmentación semi-automática basada en contornos activos, se pueden calcular parámetros de interés de la lesión estudiada: perímetro, profundidad, área y volumen. En este sentido, se logró errores de exactitud menores al 1% en medición de volumen y errores de precisión menores al 4% en mediciones de volumen, área, perímetro y profundidad. Se caracterizó al escáner láser utilizado (NextEngine Laser Scanner HD®) con un error de exactitud de 0.13mm, error de precisión de 11μm y rango de visión de 130x97mm. Así mismo, se elaboró un protocolo adecuado de adquisición de datos demostrando que es posible su aplicación para medición y monitoreo de lesiones de Leishmaniasis cutánea. Finalmente se compara la evolución en el tiempo de estos parámetros con la evolución clínica de la lesión. Resultados preliminares sugieren que los parámetros de volumen y profundidad proveen mayor información clínica sobre la evolución de la lesión. / Tesis

La medición de secciones transversales en las carreteras permite cuantificar el material de terreno o material que se va a transportar en camiones para la construcción de la carretera, siendo esto un costo significativo. En la normatividad peruana se exige una medición del terreno bajo un método directo, que consiste en anotar mediciones de ángulos y distancias en la libreta de campo de forma manual para luego ser digitado en la computadora que procesará la información mostrando las estimaciones en los costos. Los instrumentos topográficos de origen extranjero no han sido diseñados para hacer tal medición directa de secciones transversales, por ella la necesidad de buscar alternativas para optimizar el proceso de medición. En el trabajo de tesis se presenta los componentes necesarios para el diseño de un instrumento topográfico para medir distancia y ángulos de forma electrónica para evitar el uso de métodos manuales. Utilizando las propiedades del láser se diseña un emisor y receptor para determinar la distancia utilizando el método del tiempo de vuelo. Se tiene el diseño de un circuito emisor con un diodo láser híbrido de la marca OSRAM. La etapa receptora se compone de fotodiodos y comparadores que se han utilizado en el método de discriminación del tiempo para poder detectar el punto del tiempo para empezar y terminar de contar el tiempo de viaje del rayo láser. Para la medición de ángulos de inclinación se optó por utilizar un inclinómetro electrónico que se encuentra en un encapsulado de manera comercial, tiene características particulares para su funcionamiento y en el trabajo de tesis se presenta el diseño del circuito necesario para implementarlo.

El objetivo del presente estudio es diseñar e implementar un equipo regenerador de tejidos blandos basado en diodos emisores de luz y diodo láser, con potencia luminosa regulable entre 5-100mW, en pasos de 5mW; con frecuencia de pulsación del haz de luz, generado por una onda cuadrada simétrica, variable entre 1-100Hz, en pasos de 1Hz; y tiempo de aplicación entre 1 y 15 minutos, con pasos de 1min; de esta de manera se puede controlar la energía luminosa total emitida por los diodos emisores de luz o diodo láser que contribuya en la investigación de una posible solución a la necesidad de acelerar el proceso regenerativo de los tejidos blandos. En la presente tesis se usará una longitud de onda entre 630 – 660nm, luz roja, debido a que en este rango de longitudes de onda se ha demostrado científicamente que se acelera el proceso de regeneración de las células. Se abarcan temas específicos como conocimientos teóricos y prácticos acerca del fundamento clínico de la regeneración celular. Para la implementación del equipo se hizo uso de un microcontrolador, que permitió controlar la energía luminosa emitida por los diodos emisores de luz y el láser diodo hacia los tejidos blandos, controlando la potencia, la frecuencia y el tiempo del tratamiento, además de ayudarnos a implementar un equipo interactivo con el usuario que permita su fácil uso, con una pantalla LCD y un teclado matricial. Se implementó el equipo siguiendo algunas consideraciones teóricas de la norma de seguridad eléctrica para equipos médicos, IEC60601 y la norma IEC 601-2-22, para equipos médicos eléctricos con requerimientos particulares para la seguridad del diagnóstico y terapia de equipos con láser. Se realizaron pruebas eléctricas y se verificó que el margen de error de 10% permitido por la norma no fuese superado. Las pruebas se realizaron a la corriente entregada para la potencia luminosa deseada, frecuencia y tiempo. Los resultados en potencia luminosa fueron: un error mínimo de 0.15% y máximo de 2.744% para los diodos emisores de luz, y un error mínimo de 2.338% y máximo de 8.371% para el diodo láser. Los resultados en frecuencia fueron: un error mínimo de 0.417% y máximo de 0.625%. Por último, el resultado en tiempo fue de un error del 0.01%. Se verifica que se cumplen las normas básicas para la implementación del equipo. Además se observa que el equipo deberá pasar muchas más pruebas para ser comercializado, ya que requiere experimentación clínica lo cual no es parte de esta tesis. Finalmente se realizó una tabulación del costo del proyecto.

The upgrade program of the Large Hadron Collider (LHC) was implemented during the second Long Shutdown program (2019/2020). For this program, the ALICE Collaboration (A Large Ion Collider Experiment) proposed, among others, a new detector called Muon Forward Tracker (MFT). The primary goal of the MFT detector, installed on December 2021 and located between the Inner Tracker System (ITS) and the Muon Spectrometer, is to improve the capability of vertex reconstruction. The MFT is equipped with the same pixel sensors used for the ITS upgrade. These sensors are the ALICE Pixel Detectors (ALPIDE), a kind of monolithic active pixel sensor. The MFT is composed of five arrays of pixel sensors which are configured as parallel discs covering −3.6 < η < −2.45. Some prototypes were designed in order to achieve the final version of the ALPIDE, such as the pALPIDE family, which was divided into three versions (i.e., pALPIDE-1,2,3). The ALICE upgrade also included a new system for the data taking and simulation called Online-offline (O2) to replace AliRoot. We designed the geometry of two non-active parts of the MFT and included them in the O2 system. The first goal of this thesis is focused on the characterization of the pALPIDE-2. This sensor is segmented into four groups corresponding to four types of pixels. This characterization includes the test of analogue and digital. According to these tests, we identified a group of pixels that do not work correctly. The threshold scan tests showed the threshold level in each pixel is influenced by the input capacitance according to its n-well size and the surrounding area. Also, we studied the response of the pALPIDE-2 when it was exposed to a soft x-ray source, varying the distance between them. This test showed that the hit count changed according to the inverse square of the distance. iv The second goal of this thesis was to implement a low-cost tool based on a CMOS sensor to characterize laser beams. This tool comprises a Raspberry, a Pi Camera with a pitch size of 1.4 µm, and an optical system. To test the accuracy of the results of this tool, we made similar measurements with other sensors. A photodiode and a light-dependent resistor performed these measurements, which showed the spot radius size compatibility. However, the CMOS sensor expressed the highest precision and is a more affordable tool than commercial devices.

Los telémetros desarrollados se basan fundamentalmente en la reinyección de una pequeña porción de luz, emitida por un láser, debido a la retrodispersión luminosa ocurrida en un obstáculo presente en el recorrido del haz. La reinyección de luz en la cavidad produce variaciones en la potencia de emisión. Estas variaciones de potencia son monitoriadas/sensadas por un fotodiodo PIN incorporado en el empaque del láser semiconductor. La señal producida por el fotodiodo se le llamará en lo sucesivo, señal de automezclado. / Tesis

En el Perú, la Leishmaniasis es una enfermedad parasitaria de importancia en salud pública pues afecta a 12 departamentos constituyendo la segunda endemia del tipo tropical [4]. La Leishmaniasis cutánea (LC) es un tipo de Leishmaniasis que produce úlceras erosivas que crecen en forma progresiva y cuando afectan la cara produce desfiguramiento facial [5]. Debido a la toxicidad de los tratamientos actuales, médicos investigadores están desarrollando nuevos tratamientos en los que se clasifica las lesiones por estadios clínicos de evolución que depende del análisis de las dimensiones de las lesiones en términos de área, volumen, reconstrucción epitelial y otros factores. Estas medidas hasta el momento han sido obtenidas por visión directa, para lo cual no existe un método estandarizado y además es susceptible de incluir subjetividad y errores que dependen del criterio y experiencia de cada médico. Por esta razón, es necesario contar con un método cuantitativo más exacto y preciso que evite tal subjetividad. La presente investigación desarrolla un conjunto de herramientas computacionales para medir el volumen de heridas de LC y estudiar su evolución en el tiempo. Para este fin, se utiliza un escáner láser de triangulación 3D que obtiene un modelo volumétrico tridimensional de la ulceración. A partir de este modelo y utilizando técnicas de triangulación (Delaunay), interpolación de superficies (cúbica y Spline) y segmentación semi-automática basada en contornos activos, se pueden calcular parámetros de interés de la lesión estudiada: perímetro, profundidad, área y volumen. En este sentido, se logró errores de exactitud menores al 1% en medición de volumen y errores de precisión menores al 4% en mediciones de volumen, área, perímetro y profundidad. Se caracterizó al escáner láser utilizado (NextEngine Laser Scanner HD®) con un error de exactitud de 0.13mm, error de precisión de 11μm y rango de visión de 130x97mm. Así mismo, se elaboró un protocolo adecuado de adquisición de datos demostrando que es posible su aplicación para medición y monitoreo de lesiones de Leishmaniasis cutánea. Finalmente se compara la evolución en el tiempo de estos parámetros con la evolución clínica de la lesión. Resultados preliminares sugieren que los parámetros de volumen y profundidad proveen mayor información clínica sobre la evolución de la lesión.

En el área de los sistemas cuánticos abiertos, es común encontrar experimentos y modelos teóricos en los que el sistema de interés es representado por un cubit (sistema de dos niveles) y el entorno por otro cubit pese a que un entorno realista debería contener muchos más grados de libertad que el sistema con el que interactúa. No obstante, la simulación de entornos mediante un cubit es usual en la óptica cuántica, como también lo es la realización de evoluciones de sistemas de dos cubits. Los procedimientos utilizados para caracterizar los estados cuánticos producidos en el laboratorio son conocidos como tomografía de estados cuánticos. Existen algoritmos de tomografía para distintos tipos de sistemas. En esta tesis presentamos un dispositivo interferométrico que permite generar y hacer tomografía a un estado puro de un sistema de dos cubits: polarización y camino de propagación de la luz. Nuestra propuesta requiere 18 mediciones de intensidad para caracterizar cada estado. Ponemos a prueba nuestra propuesta en un experimento y contrastamos sus resultados con las predicciones teóricas. / In the field of open quantum systems, we usually find experiments and models in which the system is represented by a qubit (two-level system) and its environment by another qubit even though a realistic environment should contain many more degrees of freedom than the system it interacts with. However, these types of simulations are common in quantum optics, as are models of two-qubit system evolutions. The procedures that characterize quantum states produced in a laboratory are known as quantum state tomography. Standard tomography algorithms exist for different types of systems. In this thesis we present an interferometric device that allows us to generate and perform tomography on a pure polarization-path two-qubit state. 18 intensity measurements are required for characterizing each state. We test our proposal in an experiment and compare the results with the theoretical predictions.