Apunts de teoria de Física II. Òptica geomètrica

El document forma part dels materials docents programats mitjançant l'ajut del Servei de Política Lingüística de la Universitat de València.Aquest material docent son apunts de teoria que hem preparat per a l'assignatura obligatòria "Física II. Òptica Geomètrica", impartida en el Grau d'Òptica i Optometria.This theory notes have been prepared for the subject "Physics II. Geometrical Optics," included in the Degree in Optics and Optometry

Investigadoras en la luz y en las tecnologías basadas en la luz

El año 2015 fue declarado por la ONU Año Internacional de la Luz y de las Tecnologías basadas en la luz. Varias personas del Grupo Especializado de Mujeres en Física de la Real Sociedad Española de Física y de la Sociedad Española de Óptica llevamos a cabo distintas actividades para visibilizar a mujeres investigadoras que han realizado su labor científica en estos campos y cuya contribución científica es poco o nada conocida. En este trabajo presentamos nuestra experiencia y resultados de esta iniciativa singular, tanto a nivel nacional como internacional por tratar temas de género en la ciencia

Efficient on-axis SLM engineering of optical vector modes

This work presents a method for the efficient experimental generation of arbitrary polarized vector beam modes. The optical system employs two liquid-crystal on silicon (LCOS) spatial light modulators (SLM) in a common path architecture, avoiding the use of beam-splitters. Each SLM displays a different phase-only mask, each one encoding a different pattern onto two orthogonal linear polarization components of the input beam. These phase-only masks are designed using a recently proposed random technique to encode complex amplitude values. This encoding technique reconstructs the complex function on-axis, thus avoiding incorporating carrier phases. By addressing such properly designed phase-only holograms we demonstrate arbitrary scalar modes on each polarization component, whose superposition results in a vector beam mode. Different superpositions of Laguerre–Gaussian and Hermite–Gaussian modes are obtained and the generated vector beam modes are analyzed. Moreover, the addition of a phase-bias proves itself useful to perform a phase-shifting technique in order to evaluate the correct phase of the generated vector beam

Iluminando a las investigadoras en el Año Internacional de la Luz

El año 2015 fue declarado por las Naciones Unidas como el Año Internacional de la Luz y de las Tecnologías basadas en la luz. Varias personas pertenecientes al Grupo Especializado de Mujeres en Física de la Real Sociedad Española de Física (RSEF) y a la Sociedad Española de Óptica (SEDOPTICA) nos organizamos para llevar a cabo distintas actividades con objeto de visibilizar a algunas investigadoras que han realizado su labor científica en estos campos y cuyas contribuciones son poco o nada conocidas. Animadas por dos de los objetivos de la declaración del año 2015 como el Año Internacional de la Luz y de las Tecnologías basadas en la Luz, a saber: “promocionar el empoderamiento de la mujer en la Ciencia” y “fomentar vocaciones científicas en el ámbito de la luz y de sus aplicaciones”, surgió nuestra motivación. Indudablemente dando visibilidad a la labor de estas científicas y valorando sus aportaciones en el avance de las tecnologías ópticas y fotónicas de nuestra sociedad crearemos referentes para las futuras generaciones y, sobre todo, para las jóvenes estudiantes, contribuyendo a la consecución de la igualdad efectiva entre mujeres y hombres

Achromatic linear retarder with tunable retardance

We present a universal design and proof-of-concept of a tunable linear retarder of uniform wavelength response in a broad spectral range. It consists of two half-wave retarders (HWR) between two quarter-wave retarders (QWRs), where the uniform retardance can be tuned continuously by simply rotating one of the HWRs. A proof-of-concept of this design is built by using commercially available Fresnel rhomb retarders that provide retardation with almost wavelength uniformity in the visible and near infrared from 450 to 1550 nm. The design is universal, since other achromatic QWRs and HWRs could also be employed. The system is experimentally demonstrated to control the state of polarization of a supercontinuum laser

Investigadoras en la luz y en las tecnologías de la luz

El año 2015 fue declarado por la ONU Año Internacional de la Luz y de las Tecnologías basadas en la luz. Varias personas del Grupo Especializado de Mujeres en Física de la Real Sociedad Española de Física y de la Sociedad Española de Óptica llevamos a cabo distintas actividades para visibilizar a mujeres investigadoras que han realizado su labor científica en estos campos y cuya contribución científica es poco o nada conocida. En este trabajo presentamos nuestra experiencia y resultados de esta iniciativa singular, tanto a nivel nacional como internacional por tratar temas de género en la ciencia

Innovative education networking aimed at multimedia tools for geometrical optics learning

We present a purposeful initiative to open new grounds for teaching Geometrical Optics. It is based on the creation of an innovative education networking involving academic staff from three Spanish universities linked together around Optics. Nowadays, students demand online resources such as innovative multimedia tools for complementing the understanding of their studies. Geometrical Optics relies on basics of light phenomena like reflection and refraction and the use of simple optical elements such as mirrors, prisms, lenses, and fibers. The mathematical treatment is simple and the equations are not too complicated. But from our long time experience in teaching to undergraduate students, we realize that important concepts are missed by these students because they do not work ray tracing as they should do. Moreover, Geometrical Optics laboratory is crucial by providing many short Optics experiments and thus stimulating students interest in the study of such a topic. Multimedia applications help teachers to cover those student demands. In that sense, our educational networking shares and develops online materials based on 1) video-tutorials of laboratory experiences and of ray tracing exercises, 2) different online platforms for student self-examinations and 3) computer assisted geometrical optics exercises. That will result in interesting educational synergies and promote student autonomy for learning Optics.This work was supported by the Vicerectorat de Polítiques de Formació i Qualitat Educativa de la Universitat de València (Project UV-SFPIE_DOCE14-222505)

Manual d'Òptica Geomètrica per al traçat gràfic de raigs

Aquest llibre naix amb l’objectiu de ser un instrument d’aprenentatge d’una tècnica molt important en l’assignatura Òptica Geomètrica per a la determinació de les trajectòries lluminoses, la formació d’imatges i la caracterització dels sistemes òptics, com el traçat gràfic de raigs. Aquest manual permet entendre i resoldre d’una manera molt senzilla una gran quantitat d’experiències amb diferents sistemes òptics. Molts dels problemes es resolen mitjançant el mètode de les superfícies d’índex, fet que suposa una alternativa gràfica senzilla per a avaluar les trajectòries dels raigs que es refracten i/o reflecteixen en les diferents superfícies que formen els sistemes òptics.El documento es un manual de Óptica Geométrica para el trazado gráfico de rayos. Es muy útil para estudiar la asignatura ya que distintos problemas propuestos están resueltos. Manual revisado por el Servei de Política Lingüística de la UVEG. Material dotado de un incentivo para la elaboración de material docente en valenciano

Correlador de transfomadas conjuntas acromático mediante compensacion temporal para el reconocimiento de formas en color

En este trabajo diseñamos un correlador de transformada conjunta (JTC) para el reconocimiento de patrones en una imagen en color. Un JTC consiste en un sencillo sistema transformador de Fourier que permite registrar una distribución bidimensional con información espectral de los diferentes objetos que componen una escena de entrada. Dicha distribución se denomina espectro de potencia conjunto, y su transformada de Fourier permite obtener unos picos de correlación que indican la presencia o no del objeto a reconocer. Normalmente este sistema óptico es iluminado con luz coherente espacialmente y monocromática. En este trabajo proponemos iluminar el JTC con tres líneas láser de tres longitudes de onda en los rangos rojo, verde y azul (RGB), permitiendo así su aplicación al reconocimiento de objetos en color. Debido al fenómeno de la dispersión cromática, el espectro de potencia conjunto presentará diferente factor de escala para cada longitud de onda y así, los picos de correlación se obtendrán en posiciones distintas según el color, lo que puede ocasionar la aparición de falsas alarmas en la detección. Con el fin de evitar la aparición de múltiples picos de correlación correspondientes a cada color, se propone en este trabajo un JTC acromático mediante el uso de un multiplexado temporal en un sistema basado en un modulador de cristal líquido ferroeléctrico sobre silicio (FLCoS) operando en modulación sólo de fase sincronizado a una rueda de filtros de color. La acromaticidad se consigue ajustando apropiadamente en el modulador las escalas de los espectros de potencia conjuntos de las distintas longitudes de onda sincronizadas con el sector del filtro de color rotatorio correspondiente. Como resultado, en el sistema de compensación cromática propuesto, se producirá un pico de correlación blanco correspondiente a la posición exacta del objeto en color a detectar. Se presentan en este trabajo resultados experimentales preliminares.Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) y Ministerio de Ciencia e Innovación (proyectos FIS2009-13955-C02-02 y FIS2007-60626)

Optical system for measuring the spectral retardance function in an extended range

Background: Optical retarders are key elements for the control of the state of polarization of light, and their wavelength dependance is of great importance in a number of applications. Methods: We apply a well-known technique for determinig the spectral retardance by measuring the transmission spectra between crossed or parallel polarizers. But we we develop an optical system to perform this measurement in a wide spectral range covering the visible (VIS) and near infrared (NIR) spectrum in the range from 400 to 1600 nm. Results: As a result we can measure the spectral retardance of different retarders and easily identify the kind of reterder (multiple order, zero-order, achromatic). We show results with tunable liquid-crystal retarders as well, where the technique is applied to determine the spectral retardance as a function of the applied voltage. Finally, the accuracy of the technique is verified by the generation of a birefringent spectral filter. Conclusions: A technique to measure the spectral retardance of a linear retarder in a wide spectral range is applied to identify different types of retarders, and provide an accurate description of the spectral polarization conversion properties of these elements