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Contacto Roberto López López 922 605 306
Instrumentalista,
Ingeniero Óptico
Doctor
en Fisica Aplicada
OFTACROM*
Diseño
óptico
Code-V Introduction - ORA, 1994 Computación UNIX-LINUX,
WINDOWS, DOS Técnicas Astrofísica
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Roberto López López [De] Perfil (de)
Astrofísico, Instrumentación,...
Los instrumentos en los telescopios son un
recurso necesario para estudiar la luz que llega de las
estrellas y para hacer Astrofísica. «La Astrofísica es teórica y experimental
pero necesita instrumentos, y los instrumentalistas son un recurso escaso
e inestimable» (Prof.
Carlos Sánchez Magro, 1983).
La
óptica es el primer paso para definir un instrumento,
necesitamos diseñarlo y entonces fabricarlo e
integrarlo, haciendo una verificación de su
funcionalidad. Lo emocionante de
la instrumentación óptica es el desarrollo y prototipado
desde el laboratorio a través del alineado, integración
y verificación al comisionado en telescopio.. Esto es lo
que yo hago en los laboratorios. O en medio del desierto
de Australia para seguir el tránsito de Venus en 2012 (foto).
Bakground Pertenezco a una generación engañada
por el chasco de la conquista del espacio. Aquel niño
que se imaginaba a sí mismo trabajando como científico
en algún asentamiento en la Luna y con la posibilidad de
poder ir a Marte... El tiempo sólo ha demostrado que los
intereses económicos priman más que el interés de la
evolución social y el progreso, el conocimiento y la
mejora o, al menos, el deseo de aprender. El triunfo de
la mediocridad y la falta de interés por la
autorrealización y la colaboración para conseguir un
futuro conjunto. La frustración de la realidad me ha
convertido en un indignado perenne.
![]() Después de acabar el Instituto me fui a
Santiago de Compostela a estudiar Física. Tres años de
aprendizaje, amistad y realización personal. Tras el
susto del 23-F me vine a La Laguna a hacer la
especialidad de Astrofísica, dependiente de un
incipiente Institituto de Astrofísica de Canarias
que había surgido en el seno del departamento que
aglutinaba a los pioneros de los telescopios del Teide y
el Roque de los Muchachos.
De la mano de Chiqui
Galán y Carlos Sánchez derivé mi entusiasmo y sueños
de astronomia observacional e investigación hacia la
instrumentación. Quizás por mis habilidades con las
máquinas, quizás por las ganas de aprender a controlar
instrumentos, empecé con trabajos de test, verificación
y calibración, a la vez que adaptaba y mejoraba las
capacidades de algunos, ya en desuso, aparatos
(Telescopio Solar en Hα: Razdow, Comparador Espectral),
la puesta en marcha de alguno nuevo (Microdensitometro
Perkin Elmer).
Todavía como alumno,
entre los cursos de especialidad realicé una estancia en
el Instituto de Óptica Daza de Valdés para el calibrado
espectro-fotométrico de un fotodiodo con filtro fotópico
bajo la tutela del Prof.
Antonio Corrons y la Dra. Alicia Pons.
Mi primer trabajo
como instrumentalista, sin embargo, no era un
instrumento astrofísico, sino clínico. Para el Prof. Gonzalez de la Rosa del Depto.
de Oftalmología del Hospital Universitario de La Laguna
(ULL) desarrollé el OFTACROM un «Espectro-Fluoro-Fotómetro» de Análisis
Clínico para medir concentraciones de Fluoresceína
filtrada a través de la barrera hemato-retiniana
del ojo. Mientras desarrollaba este instrumento fui
aprendiendo técnicas de medidas fotométricas y
radiométricas tanto en laboratorio como en telescopios
en VIS e IR, así como diseño óptico, desarrollando
incluso un programa propio de trazado de rayos que me
ayudo a entender las técnicas y los problemas. También
me llevó a poder trasladar un programa ya más elaborado,
y desarrollado en ALGOL por Francisco
Cobos (UNAM), a FORTRAN-77. Durante ese
tiempo participé también en el estudio y diseño de un
telescopio de 3m de nueva tecnología, comportando
técnicas de óptica semiactiva.
El
anteproyecto, diseño opto-mecánico, desarrollo, montaje
y calibración del OFTACROM constituía mi trabajo de
doctorado, dirigido por el Prof.
Carlos Sánchez Magro. La tesis finalmente
no llegó a defenderse debido a la prematura muerte de mi
director y el no conseguir que ningún otro doctor del
departamento asumiera la dirección de la tesis al
considerarla demasiado instrumental y fuera de su
ámbito. En cualquier caso el proyecto se finalizó y
permitió la realización de una tesis doctoral en
Oftalmología que obtuvo mención de premio nacional de
doctorado en Medicina por su aportación tecnológica y el
desarrollo de la técnica de análisis para la detección
precoz de problemas de desprendimiento de retina y de
posible diabetes.
Durante esos
cuatro años fui profesor responsable de las prácticas de
la asignatura de Óptica Astronómica de 4º curso, además
del tema de Diseño óptico e instrumental y del tema de
telescopios en la asignatura de Instrumentación y
Técnicas Astronómicas de 5º curso.
También tuve
que hacerme cargo de la adquisición y puesta en marcha
de una cámara de alto vacío para deposición de películas
delgadas para hacer filtros, espejos y antireflectantes
para óptica de pequeño tamaño. Se había concedido la
financiación de una máquina de este tipo para un
proyecto del Prof. Sánchez posteriormente a su
fallecimiento. A la vez me encargaba de la puesta en
marcha del laboratorio de óptica del nuevo edificio del
IAC.
Después de la inauguración de la nueva sede, en el IAC enfrentamos nuevos proyectos implicandonos en técnicas de imagen digital. Los primeros sensores bidimensionales de tipo resistivo como IPDs y posteriormente ya con una cámara CCD de 512 x 512 pix refrigerada con LN2. Ambos, retos para su caracterización fotométrica que, sin demasiada literatura de referencia ni un fácil acceso a ella (1986 -1988), me llevó a idear pruebas y técnicas que se han ido haciendo comunes y que coinciden con conceptos como "flatfield", "dark" o "bias", y que eran una traslación de las propiedades de los detectores simples y de las placas fotográficas (respuesta —espacial, zonal, diferencial, espectral—, velo, saturación, etc.). Mientras realizaba los cursos de
doctorado requeridos para el tercer ciclo se inició la
participación del IAC en la fase B del proyecto para el
satélite ISO de la Agencia Espacial Europea (ESA) con el
instrumento ISOPHOT-S. Un doble espectrógrafo IR
(2.5-5um y 6-12um), que constituía uno de los cuatro
instrumentos montados en el experimento ISOPHOT. Con la
idea que este proyecto constituyera mi nueva tesis
doctoral, bajo la dirección del Dr.
Farancisco Garzón López y el Dr. José Miguel Rodríguez Espinosa,
me incorporé al proyecto como responsable de la
ingeniería óptica para el desarrollo de los modelos de masas, alineado y pruebas y
para el alineado, integración y verificación de los
modelos de vuelo y repuesto. Para los cuales además
realicé su caracterización y calibración en laboratorio
como parte de mi tesis. La comparación con los datos de
vuelo constituirían la discusión y conclusiones de la
tesis. Debido al retraso del lanzamiento y la retención
de los datos de vuelo por el consorcio del satélite, se
agotó el plazo máximo para la presentación,
denegándoseme una prorroga especial cuando por fin los
datos se liberaron para poder cerrar el trabajo y, de
nuevo, la tesis no pudo ser defendida. El instrumento
ISOPHOT-S fue sin duda el más exitoso en datos y
resultados de los componentes del laboratorio espacial
ISO. Para la realización del proyecto aprendí y
desarrollé técnicas de AIV y medidas en infrarrojo medio
y lejano, manipulando los sistemas opto-mecánicos a
temperaturas de helio líquido a 4.2 K. También durante
la ejecución del proyecto desarrollé conocimientos y
técnicas de «programación y control
para adquisición y reducción de datos y control de
actuadores micrométricos».
Compaginando el
proyecto principal con varias tareas de puesta en marcha
o mantenimiento de otros equipos, telescopios e
instrumentos desarrollé mi perfil de ingeniero óptico
con cursos de diseño óptico y opto-mecánico a la vez que
participé en el desarrollo de técnicas de Óptica
Adaptativa (AO) con mi participación en el proyecto de
un Correlador Solar, liderado por el Dr. José Antonio Bonet para el
telescopio VTT del observatorio del Teide
mediante un espejo Tip-Tilt controlado a través
del análisis de la imagen en un detector de 32x32
píxeles. También participé en el desarrollo de un Sensor
de Frente de Onda Shack-Hartman y la puesta en
funcionamiento de otro para el alineado de varios
telescopios del Observatorio del Teide.
A la finalización del proyecto, junto
con un estudio de diseños ópticos desarrollando las
características de los posibles instrumentos a diseñar
para el telescopio GTC de 10 m de diámetro, me incorporé
como responsable a la fase de AIV de la CÁmara
INfrarroja (CAIN) para el telescopio IR de 1.5m
del OT, TCS. Compaginado con el desarrollo y puesta en
marcha de unas mejoras en CAIN-II, participé en
las fases de pruebas del sistema del Espacio Acústico
Virtual (EAV) con los tests y análisis de los
parámetros de estereoscopía que permitían o favorecían
la conversión en sonidos interpretables por los sujetos
invidentes. En el año 2000, con un curso de
interferómetría en la empresa ZYGO (Middllefild –
Connetticut - USA) y una visita a la empresa JANOS
Technology (Vertmont-USA) durante la fabricación de la
óptica para el fotómetro y espectrógrafo multirendija de
resolución baja e intermedia en infrarrojo (LIRIS)
pasé a responsabilizarme también del AIV de dicho
instrumento para el telescopio de 4,2 m del ORM, WHT.
Simultaneado con este proyecto diseñé una modificación,
por medio de fibras ópticas, de un retinógrafo oftálmico
para usar iluminación cromática en lugar de la luz
blanca directa (mucho más intensa y molesta) y participé
con el Prof. González de la
Rosa en la evaluación del sistema de
Análisis de Imagen de Fondo de Ojo por medio de un
sistema de vídeo.
Al concluir exitosamente el proyecto
LIRIS, en 2004, me incorporé en las fases finales de
diseño y fabricación de la óptica de OSIRIS
(Espectrofotómetro visible de gran campo que era el
instrumento de primera luz del telescopio GTC),
haciéndome responsable del AIV final del instrumento. A
la vez me incorporé al grupo de trabajo y estudio de los
espectrógrafos de la ESO, ESPRESSO y CODEX,
en las fases de diseño y diseño conceptual
respectivamente. También inicié las tareas de desmontaje
y rediseño del espectrógrafo UES retirado del foco GRACE
de WHT. El nuevo proyecto se inició como BarRAKITO
y co-supervisé, con la Dra.
Milagros Laz Pavón de la ULL, el trabajo
fin de carrera de un ingeniero mecánico con un diseño de
las estructuras soporte y cierre del instrumento. El
modesto proyecto inicial evolucionó para alcanzar
mayores requerimientos y que hoy constituye HORUS. No
obstante, en medio (2005), tuve que asumir el rediseño
opto-mecánico, AIV e instalación del espectrógrafo
infrarrojo para el telescopio solar de 1,5m GREGOR
(GRIS) del que es IP el Dr. Manuel Collados Vera.
A la vez me responsabilicé del
desarrollo del sistema de Lucky Imaging que pasó
a convertirse en FastCam en marzo de 2006. El
desarrollo de este instrumento ha constituido finalmente
mi Tesis Doctoral bajo la supervisión de la Dra. Ana
Ulla Miguel y el Dr. Alejandro Oscoz Abad.
Entre los logros de FastCam se cuentan haber sido el
primer instrumento visitante en montarse en GTC, incluso
antes de su primera luz de ciencia cuando sólo contaba
con 24 segmentos instalados. Con FastCam se han obtenido
imágenes de difracción el los telescopios TSC del OT y
NOT del ORM en bandas R e I. También la máxima
resolución alcanzada hasta ahora (2013) por los
telescopios WHT y GTC, siendo las imágenes en R e I del
sistema binario COU-292 de 0.068” en WHT la máxima
resolución obtenida nunca en los observatorios de
Canarias. También adapté el sistema óptico de FastCam al
sistema de óptica adaptativa NAOMI del foco GRACE de
WHT. A partir de 2010 los resultados de FastCam
posibilitaron el iniciar desarrollos de instrumentos
derivados que usan los detectores EMCCD y el rápido
procesado de las imágenes o las técnicas de recentrado y
suma para hacer un coronógrafo estelar (FastCam-CORO)
para WHT (2011-2012) y un fotómetro de gran campo para
detección de tránsitos estelares con gran sensibilidad y
precisión (WIDE-FastCam) para TCS, (2010-2013).
Actué como consultor y evaluador también de un proyecto
de la Universidad del Pais Vasco desarrollado por la
empresa IDOM (2011-2012) para estudios de objetos del
sistema solar usando la misma filosofía, PlanetCam. Otra de las
consecuencias del proyecto ha sido el origen de un
instrumento específico de Óptica Adaptativa y Lucky
Imaging (AOLI) en cooperación del
Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) con el
Instituto de Astronomía (IoA) de la Universidad de
Cambridge, la Universidad Politécnica de Cartagena
(UPCT), la Universidad de Colonia (UoC) y la
colaboración del Isaac Newton Group (ING) por
desarrollarse para el telescopio WHT. AOLI está en
este momento (sep. 2013) en fase de montaje y primeras
pruebas en el WHT.
Desde 2008 pasé a supervisar los
trabajos de diseño del Telescopio Solar Europeo (EST)
y el espectrógrafo VIS-IR para éste, junto con una IFU
basada en slicers, MuSICA. Asumiendo a la vez
directamente el diseño y AIV de los detectores del
monitor de seeing diurno tipo Shabar (SHABARITOS)
para este proyecto liderado por el Dr. Manuel Collados. Además una colaboración con el grupo de
tecnología plenóptica dirigido por el Dr. José Manuel
Rodríguez Ramos de
la Universidad de La Laguna a partir del desarrollo de
un sistema plenóptico para caracterización y muestreo
tridimensional de la atmósfera a fin de controlar un
sistema de óptica adaptativa, el cual me permitió
derivar en el diseño de un sistema óptico para muestreo
plenóptico con microlentes que se convirtió en la base
de trabajo del proyecto de captura de imágenes
All-in-Focus para fotografía y vídeo 3D: CAFADIS. Este proyecto ha
permitido presentar una patente internacional.
Desde 2010 me impliqué en el desarrollo
de un espectrógrafo visible e infrarrojo para hacer el
seguimiento del tránsito de Venus del 6 de junio de
2012: ESTranGIS (Extra-Solar Transits from
Ground-based Instrument Simulator). Usando un
espectrografo visible y una CCD para el canal visible y
un monocromador modificado con una CCD infrarroja para
el espectro de 0.9 a 1.6 micras, ambos alimentados por
dos haces de fibras ópticas con un array de microlentes
en la entrada y realineadas como rendija a la salida. A
pesar de la supervisión y consulta para los diseñadores
y fabricantes del telescopio de tres canales (VIS, IR y
seguimiento) contratado, a dos meses del día D, el
sistema entregado no llegó a funcionar. Obligándome a
diseñar y desarrollar un sistema colector viable que no
pudo ser montado y probado antes de su envío a
Australia, teniendo que incorporarme en la expedición
junto con el Dr. Enric Pallé Bagó y terminar la puesta a punto un/el día antes
del tránsito de Venus en medio del desierto de
Australia.
Tras la puesta en funcionamiento en GTC
de OSIRIS en diciembre de 2009 me incorporé al equipo
del Dr.
Francísco Garzón con
el Espectrofotómetro Multirendija IR para GTC, EMIR,
asumiendo las tareas de definición del proceso de
AIV-óptico y las tareas que acarrea para el montaje en
caliente y verificaciones en frío. En 2010 verifiqué la
funcionalidad del sistema óptico final, fabricado, al
completo ya en frio. Durante 2011 procedí a alinear y
verificar en frío el sistema de dos espejos para plegado
del eje y durante 2012 hice el montaje y verificación de
alineado en caliente del sistema óptico. Entre
septiembre y diciembre del 2013 hice la verificación en
frío del sistema tanto en estático como la verificación
en el rotador.
En 2014 se hicieron las pruebas de mecanismos y redorado de espejos, verificando la repetibilidad del montaje. Mientras, en febrero de 2013 presenté en la UVIGO el trabajo de tesis doctoral titulado «Diseño, construcción y desarrollo de un sistema limitado por difracción para telescopios terrestres: FastCam» de los que fueron tribunal el Dr. Rafael Rebolo López, la Dra. Begoña García Lorenzo y el Dr. Manuel Martínez Piñeiro. En septiembre de 2013 AOLI vió primera luz en WHT comprobando algunos de los problemas de integración de un sistema tan complejo. Durante el año 2014 se incorporó al proyecto el grupo de óptica adaptativa de la Universidad de la Laguna para el desarrollo de un sensor de frente de onda de pupila que pueda solventar los problemas del sensor de curvatura no lineal multi-longitud de onda ideado por el IoA. El nuevo sistema (sensor de curvatura geométrico), desarrollado durante el 2015, se basa en algoritmos geométricos y al trabajar en luz blanca esperamos que pueda trabajar con referencias menos intensas. También en ese año se ha dado prioridad a los desarrollos para dotar a GTC de un sistema de AO, de modo que el IAC asume tareas de AIV en el sistema de GTCAO que proporciona corrección de frente de onda en el rango SWIR. Yo me incorporo al proyecto en el año 2015, a la vez que iniciamos una nueva aventura con el proyecto de un mini-satélite que, inicialmente, nos permita aprender a dominar las técnicas de diseño y aplicación del campo espacial para poder realizar proyectos propios y ser soporte de aplicaciones para tareas civiles en otros ámbitos. El proyecto de IACsat pretende ser un demostrador de capacidades, aplicando las innovaciones más plausibles para las futuras misiones espaciales según las recomendaciones de la ESA. La idea del instrumento FastPlan es la misma que FastCam pero aplicado a estudiar los planetas del sistema solar. Para la observacion desde tierra éstos tienen tamaño y necesitan un campo de visión ligeramente mayor al de FastCam, a parte de algun algoritmo o método especial para guiar el recentrado y suma en el apilamiento de imágenes Lucky. La reentrada en 2015 en proyectos de instrumentación solar vuelve a ser ligado al telescopio GREGOR, esta vez para adaptarle un prototipo de la IFU MuSICa basada en slicers, diseñada para el proyecto EST, de ahí su nombre 'GRegor for EST' (GREST). El proyecto se enmarca dentro de los distintos desarrollos que se realizan en el ambito de SolarNET y esta dirigido por el Dr. Manuel Collados Vera. Por si estos proyectos no consiguen ocupar todo mi tiempo, desde el Departamento de Óptica estamos impulsando la necesidad de coordinar los desarrollos en todos los temas relacionados con la Alta Resolución. Fundamentalmente desde el punto de vista de la instrumentación astronómica y médica y en particular bajo el enfoque de la óptica. Para nosotros es importante tener una línea de desarrollo clara que nos sirva como base para todos los nuevos instrumentos en que nos estamos implicando. Así pretendemos organizar un Laboratorio de Alta Resolución (LARes): Espacial (AO y LI), Espectral (IFUs [Slicers y Fibras]), Temporal y Fotométrica; donde poder idear, diseñar, desarrollar y probar distintos sistemas de Optica Adaptativa, Lucky Imaging, Recuperación de Fase e Imagen 3D, Campo Integral, Alta frecuencia y Fotometría de baja exposición y contraste. Tambien estamos ideando una línea básica de formación para los miembros del departamento de óptica de modo que podamos ir dando soporte a los cambios generacionales a la vez que mantenemos la actualizació y especializacion de los distintos miembros del departamento. Sobre una base de tres líneas directrices de «especialización» como son Diseño Óptico, procesos de AIV y Óptica Adaptativa. El campo del AIV es obviamente el más amplio y engloba tareas o actividades de AIT, con Metrología Óptica, Fotometría, Calibración, lo cual nos lleva a Radiometría. También requiere de temas de Especificaciones de Fabricacíon y por tanto de Seguimiento y Aceptación de Producto. Pero a un nivel más general esta claro que necesitamos temas de Control y Automática, Prototipado, Procesado de datos, Diseño Opto-Mecánico,... Así como muchas de las técnicas ópticas como Fotometria, Interferómetria que se inscriben en una linea más táctica de capacitación y utilización de los recursos (Especialización o Formación Básica). Y por supuesto los temas y conocimientos fundamentales de instrumentación óptica y astronómica. Entre estas dos líneas de trabajo interno del departamento esperamos poder enmarcar y dar soporte a la formación y capacitación profesional de alumnos de Formación Profesional y Universitarios por medio de Becas, Prácticas de Empresa y Externas, Trabajos Fin de Grado (TFG) y Fin de Master (TFM) y por supuesto Tercer Ciclo y Doctorado al igual que Contratos en Prácticas y de Capacitación. ![]() Todos estos proyectos en que he
trabajado han sido un éxito y me han dado la confianza e
ilusión para continuar pensando en nuevos retos, nuevas
ideas y nuevos desarrollos para nuevos instrumentos
astronómicos o de servicio general.
![]() Última modificación: 2017.12.12 <<Volver << |