Sumários

Formação de imagem

13 Outubro 2023, 15:30 João Miguel Pinto Coelho


Formação de imagem de objectos extensos, iluminados em luz paralela, através de lentes simples (+).

Alinhamentos. Controlo da colimação através de interferómetro de desvio lateral.

Verificação da equaçãos dos planos conjugados e análise das características da imagem relativamente ao objeto.

Análise do efeito das aberrações de coma e astigmatismo na imagem.

Formação de imagem - PL13, grupos 1 & 2

11 Outubro 2023, 15:00 José Manuel Rebordão


Formação de imagem de objectos extensos, iluminados em luz paralela, através de lentes simples (+) e teleobjectivas (lente + e lente -).

Alinhamentos. Controlo da colimação através de interferómetro de desvio lateral. Dificuldades de conjugação e sua superação reduzindo a profundidade de foco.

Estimativa da ampliação transversa e de algumas características do objecto inicial.

Análise do plano conjugado da fonte e sua interpretação com base em conceitos de óptica de Fourier.

Análise sumária da estrutura deste padrão em relação com as propriedades (visíveis) do objecto.

PRÓXIMA AULA:

Difracção. Observação de espectros de objectos difractantes no plano de Fourier, com controlo de escala.

BIBLIOGRAFIA: Goodman, Int. to Fourier Optics

Propagação e difracção

11 Outubro 2023, 08:30 José Manuel Rebordão


Propagação (revisão do curso de OEM&O)

Princípio de Huygens-Fresnel e seu enquadramento na resolução da equação de ondas e da equação de Helmoltz (Goodman, secções 3.3 a 3.5).

Aproximação de Fresnel: relação de convolução entre entrada e saída.

Aproximação de Fraunhoffer; relação de Fourier entre a entrada e a saída. Frequências espaciais. Exemplos.

Breve referência à observação do espectro de Fraunhoffer no plano focal imagem de uma lente.

 PRÓXIMA AULA

Representação do objecto através da FTA. Integral de Fourier: revisão de aspectos críticos para a óptica de Fourier. Propriedades de Fourier de uma lente

BIBLIOGRAFIA

Goodman, capítulos 3 (Foundations of scalar diffraction theory), 4 (Fresnel and Fraunhoffer diffraction), 6 (Wave optics analysis of coherent optical systems) e  7 (Frequency analysis of Optical Imaging Systems)

Formação de imagem: objectos pontuais e extensos

9 Outubro 2023, 11:00 José Manuel Rebordão


Formação de imagens de objectos pontuais. Montagem de um filtro espacial e materialização de uma fonte pontual; explicação do funcionamento do filtro, em termos de difracção. Materialização da aproximação paraxial e fixação do plano imagem. Observação da aberração esférica; influência da orientação da lente na qualidade da imagem e relação com as simetrias do sistema. Imagem de objectos não axiais, observação rápida de misturas de coma + astigmatismo.

Formação de imagem de objectos extensos, iluminados em luz paralela: efeitos da profundidade de foco, utilização de despolidos para diminuir a profundidade de foco. Visualização do plano conjugado da fonte e sua relevância em difracção.

Diversos: Utilização do padrão de speckle para aferir a posição do plano imagem. Utilização do interferómetro de desvio lateral para aferir a qualidade da colimação.

 

PRÓXIMA AULA: idem, objectos extensos. Eventual utilização de uma objectiva comercial razoavelmente corrigida e/ou kit de óptica para objectos extensos. Cominação de lentes, teleobjectivas.

Óptica Geométrica - Aberrações

9 Outubro 2023, 10:00 José Manuel Rebordão


Reflectância bidireccional – conclusão. Radiometria – conclusão.

 

Revisão dos conceitos, modelos e equações básicas de aberrações (matéria dada em Ondas Electromagnéticas e Óptica, no 2º ano do MIEF).

Aspectos geométricos básicos das aberrações de Seidel.

Definição das aberrações com base em frentes de onda. Relação entre aberrações de frente de onda e de raio luminoso.

Enquadramento das aberrações primárias de Seidel no desenvolvimento da função de aberração (de frente de onda) em termos de um polinómio trivariado de variáveis independentes, para sistemas com simetria de revolução.

Base de funções de Zernike. Propriedades de definição do produto interno entre vectores com número finito ou infinito de elementos, em 1D ou em 2D.

Processo de ortogonalização de Gram-Schmidt. Geração de uma base de Zernike para pupilas rectangulares. (exemplo).

Nomenclatura das aberrações na base de Zernike.

Avaliação interferométrica da função de aberração por interferometria.

BIBLIOGRAFIA:

Gross H, Zugge H, Peschka M, Blechinger F, Handbook of Optical Systems, Vol. 3 - Aberration Theory and Correction of Optical Systems (Wiley, 2007) - chapter 29

PRÓXIMA AULA
Propagação. Difracção. Revisão de conceitos de Ondas EM e Óptica