7th Ibero-American Conference on Optics 10th Latin

7th Ibero-American Conference on Optics
10 Latin-American Meeting on Optics, Lasers and Applications
th
Keywords: Fourier optics, discrete Fresnel
transform, propagation, didactics of optics.
que sea fácilmente actualizable, y para esto
se diseñó con una arquitectura modular en la
plataforma MATLAB®. Se presentan y
discuten brevemente algunos resultados
característicos.
Palabras clave: óptica de Fourier,
transformada
discreta
de
Fresnel,
propagación, didáctica de la óptica.
MATRIX METHODS IN GEOMETRIC,
WAVE, AND STATISTICAL OPTICS
MÉTODOS MATRICIALES EN
ÓPTICA GEOMÉTRICA,
ONDULATORIA Y ESTADÍSTICA
T. Alieva1, J.A. Rodrigo2, O. Martínez1,
M.J. Bastiaans3, A. Cámara1,
A. Asenjo2, M.L. Calvo1
1
Univ.Complutense de Madrid. Spain.
2
CSIC. Spain.
3
Eindhoven Univ. Technology. Netherlands.
[email protected]
The objective of the educational project
entitled “Matrix methods in geometric,
wave, and statistical optics” is to treat in a
matrix formalism different topics of optics,
such as image formation systems, diffraction
theory, spatial coherence, information
processing, etc., which are included in the
programs of undergraduate and Master
courses at the Physical Faculty of
Universidad Complutense de Madrid. Based
on the knowledge obtained by the students
from the courses on linear algebra, calculus,
and classic mechanics, we explain the
principal phenomena of paraxial geometric
and wave optics, introducing the concept of
phase space, which nowadays is widely used
in coherence theory, quantum mechanics,
signal processing, etc. Indeed, several books
[see, for example, K. B. Wolf, Geometric
Optics on Phase Space, Springer, NY
(2004); W. P. Schleich, Quantum Optics in
Phase Space, Wiley, London (2001); A.
Torre, Linear Ray and Wave Optics in Phase
Space, Elsevier, NY (2005); M. Testorf, B.
Hennelly and J. Ojeda-Castañeda, PhaseSpace Optics, McGraw-Hill, NY (2009)],
written on an advanced level, have been
published recently and clearly demonstrate
226
El objetivo de este proyecto educativo es la
creación de un espacio virtual para tratar
interactivamente, dentro del formalismo
matricial, diferentes temas en óptica:
sistemas de formación de imágenes, teoría
de la difracción, conceptos de coherencia,
procesado de la información, los cuales
corresponden a temas de estudio en las
asignaturas de grado y postgrado en Ciencias
Físicas.
Se pretende aplicar los conocimientos
obtenidos por el alumno en cursos de álgebra
lineal, cálculo y mecánica clásica para
explicar los fenómenos principales de la
óptica paraxial, tanto geométrica como
ondulatoria, e introducir el concepto de
espacio de fase utilizado hoy en día
ampliamente en la teoría de coherencia,
mecánica cuántica, procesado de señales,
etc.
Recientemente se ha publicado varios libros
de nivel avanzado books [K. B. Wolf,
Geometric Optics on Phase Space, Springer,
NY (2004); W. P. Schleich, Quantum Optics
in Phase Space, Wiley, London (2001); A.
Torre, Linear Ray and Wave Optics in Phase
Space, Elsevier, NY (2005); M. Testorf, B.
Hennelly and J. Ojeda-Castañeda, Phase-
ISBN 978-612-4057-21-2
7th Ibero-American Conference on Optics
10th Latin-American Meeting on Optics, Lasers and Applications
the
advantages
of
a
phase-space
representation. In our project we tried to
establish the basis for the understanding of
the above-mentioned works.
The electronic book, which consists of 140
pages, 105 figures and 3 videos with
corresponding interlinks, is written in
Spanish and was published in the format of a
CD by Editorial UCM (ISBN: 978-8496703-25-4). It is multilevel (the degree of
difficulty is marked by different colors) and
multidisciplinary. Some parts of the book,
which treat ray propagation, interference and
diffraction in a matrix formalism, are
accessible for undergraduate students;
others, related to coherence state estimation,
Wigner distribution, fractional Fourier
transform, phase-space tomography, optical
signal processing, etc., are oriented to
Master students. The book also contains a
list of problems and the description of two
practical works: optical filtering and
coherence control. The low prize of the book
makes it affordable for students.
Keywords: phase space, ray transformation,
Wigner distribution.
Space Optics, McGraw-Hill, NY (2009)],
que demuestran claramente los beneficios de
las representaciones en el espacio de fase.
Las herramientas virtuales (videos, figuras
interactivas, enlaces, etc.), incorporadas en
el material elaborado durante el proyecto,
permitirá explicar mejor este concepto
empezando con ejemplos sencillos tales
como la propagación de rayos.
A pesar de que la mayor parte de material
tratado en el proyecto esta relacionado con
óptica (que por supuesto incluye no
solamente la luz visible sino también en
general la radiación electromagnética en la
aproximación paraxial) se menciona que los
mismos conceptos se aplican en la mecánica
cuántica, procesado de señales, etc., lo que
hace que este proyecto sea realmente
multidisciplinar.
En resumen se pretende llevar a cabo tres
objetivos principales:
• sencillez y profundidad en la explicación,
basada en la elección de los temas
principales y aplicación de herramientas
virtuales
• representación multinivel: diferentes
partes del material elaborado están
orientadas a alumnos de grado y
postgrado
• carácter multidisciplinar: los temas
tratados cubren varias aplicaciones tanto
en tecnologías optoelectrónicas como para
física general y procesado de señales.
•
El libro electronico publicado por editorial
Complutense (ISBN: 978-84-96703-254).contiene
140
páginas
de
texto
acompañadas por 105 figuras y 3 vídeos
elaborados en el marco de este proyecto.
Palabras
clave:
espacio
de
fase,
propagación de rayos, distribución de
Wigner.
ISBN 978-612-4057-21-2
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