Laser Transmission through Vegetative Material

The dynamic speckle or biospeckle is an interference phenomenon generated at the reflection of a coherent light by an active surface or even by a particulate or living body surface. The above mentioned phenomenon gave scientific support to a method named biospeckle which has been employed to study seed viability, biological activity, tissue senescence, tissue water content, fruit bruising, etc. Since the above mentioned method is not invasive and yields numerical values, it can be considered for possible automation associated to several processes, including selection and sorting. Based on these preliminary considerations, this research work proposed to study the interaction of a laser beam with vegetative samples by measuring the incident light intensity and the transmitted light beam intensity at several vegetative slabs of varying thickness. Tests were carried on fifteen slices of apple tissue divided into three thickness groups, i.e., 4 mm, 5 mm, 18 mm and 22 mm. A diode laser beam of 10mW and 632 nm wavelength and a Samsung digital camera were employed to carry the tests. Outgoing images were analyzed by comparing the gray gradient of a fixed image column of each image to obtain a laser penetration scale into the tissue, according to the slice thickness.

Authors:

• Juliana A. Fracarolli
• Adilson M. Enes
• Inácio M. Dal Fabbro
• Silvestre Rodrigues

Keywords:

• Fruit
• laser
• laser transmission
• vegetative tissue.

References:

[1] Braga Jr., R. A. "Bio-Speckle": uma contribuição para o
desenvolvimento de uma tecnologia aplicada à análise de sementes.
2000. 117 p. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola) - Universidade
Estadual de Campinas, Campinas.
[2] Rabelo, G. F. Avaliação da Aplicação do speckle Dinâmico no
Monitoramento da Qualidade da Laranja. 2000. 149 p. Tese (Doutorado
em Engenharia Agrícola) - Universidade Estadual de Campinas,
Campinas.
[3] Enes, A. M.; Rabelo, G. F.; Braga J├║nior, R. A.; Rodrigues, S.
Utilização do Laser aplicado na diferenciação de tecidos vivos de
tecidos mortos em sementes. In: Congresso Brasileiro De Engenharia
Agrícola, 33., 2004, São Pedro. Anais... Campinas: Unicamp/Embrapa,
2004.
[4] Arizaga, R.; Trivi, M. R.; Rabal, H. J. speckle time evolution
characterization by co-ocurrence matrix analysis. Optics & Laser
Technology, Oxford, v. 31, n. 2, p. 163-169, Mar. 1999.
[5] Enes, Adilson Machado. Análise de resposta em freqüência do
biospeckle laser. 2006. 48 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia
Agrícola) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, MG.
[6] Rodrigues, S.; Braga Junior, R. A.; Rabelo, G. F.; Enes, A. M.; Batista,
C. A. M.; Dal Fabbro, I. M.; Resende, O. Efeito da umidade na
determinação da atividade biológica de sementes de feijão.
(Phaseolusvulgaris L.), utilizando imagens de speckle dinâmico. Revista
Brasileira de Armazenamento, Viçosa - MG, v. 30, n. 2, p. 135-139,
2005.
[7] Bergkvist, A. Biospeckle-based study of the line profile of light
scattered in strawberries. 1997. 60 p. Dissertação (Mestrado) - Faculty of
technology at Lund University, Suécia.
[8] Braga JR, R. A.; Rabelo, G. F.; Granato, L. R.; Santos, E. F.; Machado,
J. C.; Arizaga, R.; Rabal, H. J.; TRIVI, M. Detection of Fungi in Beans
by the Laser Biospeckle Technique. Biosystems Engineering, San
Diego, v. 91, n. 4, p. 465-469, Ago. 2005.
[9] XU, Z. J.; Joenathan, C.; Khorana, B. M. Temporal and spatial
properties of the time-varying speckles of botanical specimens. Optical
Engineering, Bellingham, v. 34, n. 5, p. 1487-1502, May 1995.M.
Young, The Techincal Writers Handbook.Mill Valley, CA: University
Science, 1989.
[10] Moreira, M. F. B.; Braga J├║nior, R. A.; Borem, F. M.; Rabal, H. J.;
Rabelo, G. F.; Fabbro, I. M. Dal; Trivi, M. R.; Arizaga, R.
Caracterização da Transmissão da Luz Laser em semente de feijão (
Phaseolusvulgaris L.) . Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais,
Campina Grande, v. 4, n. 2, p. 119-126, 2002.