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para la noción del frente de onda del en el análisis funcional, considera el frente de onda determinado. En la óptica y la física, un frente de onda es el lugar geométrico (una línea, o, en una onda que propaga en 3 dimensiones, una superficie ) de los puntos que tienen la misma fase . Desde infrarrojo, las frecuencias ópticas, de la radiografía y del rayo gama están así que alto, el componente temporal de ondas electromagnéticas se no hace caso generalmente en estas longitudes de onda, y es solamente la fase de la oscilación espacial se describe que. Además, la mayoría de los sistemas ópticos y de los detectores son indiferentes a la polarización, así que esta característica de la onda también se no hace caso generalmente. En las longitudes de onda de radio, la polarización llega a ser más importante, y los receptores son generalmente phase-sensitive. Muchos detectores audios son también phase-sensitive.

Frentes de onda y propagación simples

Los sistemas ópticos se pueden describir con las ecuaciones del maxwell, y las ondas lineares de la propagación tales como sonido o los haces electrónicos tienen ecuaciones de onda similares. Sin embargo, dado las simplificaciones antedichas, el principio de Huygens proporciona un método rápido para predecir la propagación de un frente de onda a través, por ejemplo, el espacio libre . La construcción es como sigue: Dejar cada punto en el frente de onda ser considerado una nueva fuente de punto . Calculando el efecto total de cada fuente de punto, el campo resultante en los nuevos puntos puede ser computado. Los algoritmos de cómputo se basan a menudo en este acercamiento. Los casos específicos para los frentes de onda simples se pueden computar directo. Por ejemplo, un frente de onda esférico seguirá siendo esférico como la energía de la onda se lleva igualmente en todas las direcciones. Tales direcciones del flujo de energía, que son siempre perpendiculares al frente de onda, se llaman los rayos .

La forma más simple de un frente de onda es la onda plana, donde están el los rayos paralelo a uno-otro. La luz de este tipo de onda se refiere como luz colimada . El frente de onda plano es un buen modelo para una superficie-sección de un frente de onda esférico muy grande; por ejemplo, la luz del sol pega la tierra con un frente de onda esférico que tenga un radio de cerca de 93 millones de millas (1 AU ). Para muchos propósitos, tal frente de onda se puede considerar planar.

Aberraciones del frente de onda

Los métodos que utilizan medidas o predicciones del frente de onda se pueden considerar un acercamiento avanzado a la óptica de la lente, donde una sola distancia focal puede no existir debido al grueso o a las imperfecciones de la lente. Observar también que por razones de la fabricación, una lente perfecta tiene una forma superficial esférica (o toroidal) sin embargo, teóricamente, la superficie ideal sería el asférico. Defectos tales como éstos en una causa del sistema óptico qué se llaman las aberraciones ópticas . Las aberraciones más conocidas incluyen la aberración esférica y la coma . Al menos puede haber fuentes más complejas de aberraciones tales como adentro un telescopio grande debido a las variaciones espaciales en índice de refracción de la atmósfera. La desviación de un frente de onda en un sistema óptico de un frente de onda planar perfecto deseado se llama la aberración del frente de onda del . Las aberraciones del frente de onda se describen generalmente como una imagen muestreada o colección de términos polinómicos de dos dimensiones. La minimización de estas aberraciones se considera deseable para muchos usos en sistemas ópticos.

Sensor del frente de onda y técnicas de la reconstrucción

Un sensor del frente de onda es básicamente un dispositivo que mide la aberración del frente de onda en una señal coherente de describir la calidad óptica o de carecer de eso en un sistema óptico. Un método muy común es utilizar un arsenal del Lenslet de la Cabaña-Hartmann . Hay muchos usos que incluyen la óptica adaptante, la metrología óptica e incluso la medida de las aberraciones en el ojo sí mismo. En este acercamiento, una fuente de laser débil se dirige en el ojo y la reflexión de la retina se muestrea y se procesa.

El frente de onda alternativo que detecta técnicas al sistema de la Cabaña-Hartmann está emergiendo. Una técnica matemática, el algoritmo cuantitativo de la proyección de imagen de la fase (QPI) de Iatia, es también capaz de proporcionar valoraciones del frente de onda. Este algoritmo computa imágenes del frente de onda a partir de dos imágenes convencionales del brightfield en diversos planos focales sin la necesidad de la óptica especializada del frente de onda. Mientras que los órdenes del lenslet de la Cabaña-Hartmann se limitan en la resolución lateral al tamaño del arsenal del lenslet, las técnicas tales como éstos son limitadas solamente por la resolución de las dos imágenes digitales usadas para computar las medidas del frente de onda. La compensación es que las soluciones de la Cabaña-Hartmann proporcionan la buena resolución axial para los usos metrológicos, mientras que la reconstrucción del software proporciona solamente una valoración general de la estructura del frente de onda. Por lo tanto las técnicas de la reconstrucción del software están para ahora utilizado principalmente en ciencias de la vida, donde está apreciable su capacidad de obtener imágenes del frente de onda.

Otro uso de la reconstrucción del software de la fase es el control de telescopios con el uso de la óptica adaptante. Un método común es la prueba de Roddier, también llamada detección de la curvatura del frente de onda. Rinde la buena corrección, pero necesidades un sistema ya bueno como punto de partida.

Ver también

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