Universidad Complutense de Madrid

Pendiente de migración

357 ÓPTICA ESTADÍSTICA - 102874

Curso Académico 2011-12

Datos Generales

  • Plan de estudios: 0011 - 33203 - FISICA (2003-04)
  • Carácter: OPTATIVA
  • Créditos: 4.5

Grupos

Prácticas de Laboratorio
GrupoPeriodosHorariosAulaProfesor
Grupo 1 - - -LUIS MIGUEL SANCHEZ BREA
OSCAR MARTINEZ MATOS
Grupo 2 - - -LUIS MIGUEL SANCHEZ BREA
OSCAR MARTINEZ MATOS
Grupo 3 - - -LUIS MIGUEL SANCHEZ BREA
OSCAR MARTINEZ MATOS
Grupo 4 - - -LUIS MIGUEL SANCHEZ BREA
OSCAR MARTINEZ MATOS
Grupo 5 - - -LUIS MIGUEL SANCHEZ BREA
OSCAR MARTINEZ MATOS
Grupo 6 - - -LUIS MIGUEL SANCHEZ BREA
OSCAR MARTINEZ MATOS
Grupo 7 - - -LUIS MIGUEL SANCHEZ BREA
OSCAR MARTINEZ MATOS
Grupo 8 - - -LUIS MIGUEL SANCHEZ BREA
OSCAR MARTINEZ MATOS


Clases teóricas y/o prácticas
GrupoPeriodosHorariosAulaProfesor
Grupo A26/09/2011 - 26/01/2012MIERCOLES 13:30 - 14:30Aula 5AOSCAR MARTINEZ MATOS
TATIANA ALIEVA
JUEVES 11:30 - 13:30Aula 14OSCAR MARTINEZ MATOS
TATIANA ALIEVA


Exámenes finales
GrupoPeriodosHorariosAulaProfesor
Grupo único09/02/2012 - 09/02/2012JUEVES 12:30 - 15:30-
04/09/2012 - 04/09/2012MARTES 12:30 - 15:30-


SINOPSIS

Horas semanales

3

Breve descriptor:

Herramientes matemáticas: transformada de Fourier, convolución, señal analítica. Procesos aleatorios. Caracterización de ondas ópticas. Concepto de coherencia espacio-temporal.  Coherencia temporal. Coherencia espacial. Métodos de medida de estado de coherencia temporal y espacial. Teorema de Van Cittert-Zernique. Sistemas de formación de imágenes. Estadística de conteo de fotones. Procesado óptico de la información. Fundamentos de holografía Hologramas delgadas y de volumen. Moduladores espaciales de luz. Holografía digital. Tecnologías holográficas. Aplicaciones holográficas.

Requisitos

CONOCIMIENTOS PREVIOS RECOMENDADOS: Los correspondientes a las asignaturas Óptica I y Óptica II de la licenciatura en Ciencias Físicas.

Objetivos

Estudio y comprensión del concepto de la coherencia espacio-temporal clásica de una fuente de luz. Revisión de interferómetros clásicos. Estudio de la representación matemática de una señal analítica compleja y sus propiedades básicas. Teorema de Wiener-Khintchine. Revisión de la teoría escalar de la difracción. Aproximación de Sommerfeld-Rayleigh. Estudio del grado de coherencia espacial de una fuente de luz. Aplicación de teorema Van Cittert-Zernique. Introducción a los fundamentos de la radiometría y caracterización de fuentes de luz. Fundamentos de interferometría de intensidad. Comprensión del límite de la descripción clásica para  la caracterización del grado de coherencia espacio-temporal de una fuente. Se complementarán las bases teóricas con prácticas en laboratorio: Estudio de métodos clásicos de interferometría y difracción. Aprendizaje del registro de los distintos tipos de hologramas y observación de hologramas en tiempo real. Aprendizaje del filtrado óptica de frecuancias espaciales y observación en tiempo real de filtrado óptico. Además se complementarán los trabajos experimentales con el uso de microscopio comparador, sistemas de captación de imágenes y manipulación de ficheros de imágenes.

Contenidos temáticos:

1. Herramientas matemáticas: Transformada de Fourier. Convolución y correlación. Señal analítica. 2. Procesos aleatorios: Descripción y clasificación. Procesos estacionarios y ergódicos. Análisis espectral. Teorema de Wiener-Khintchine. 3. Caracterización de ondas ópticas: Ondas monocromáticas, cuasi-monocromáticas y policromáticas. Luz completamente y parcialmente polarizada, luz natural. Luz termal y luz láser. 4. Coherencia temporal: Interferómetro de Michelson. Espectroscopía por transformación de Fourier. 5. Coherencia espacial: Interferómetro de Young. Intensidad mutua. Fuentes de luz coherente e incoherente. Teorema Van Cittert-Zernique. Sistemas de formación de imágenes. 6. Concepto de la coherencia espacio-temporal: Función de coherencia mutua. Aproximación escalar. Propagación de la función de coherencia mutua. Aproximación paraxial. 7. Detección fotoeléctrica de luz: Efecto fotoeléctrico. Estadística de conteo de fotones. Parámetro de degeneración. Efecto de Hanbury Brown y Twiss. Interferómetro de intensidades. 8. Procesado óptico de la información: Espectro angular. Sistemas ópticos para observación de espectros de Fourier. Coorelador de Van Der Lught. Filtrado óptico. 9. Fundamentos de holografía: Interferencia y difracción. Requisitos de coherencia. Fotomateriales. Tipos de hologramas. Hologramas de transmisión (Leith-Upatnieks) y de reflexión (Denisyuk). Observación de hologramas. Hologramas artísticos. Holograma arcoíris. 10. Hologramas delgados y de volumen: Hologramas delgados de amplitud y de fase. Regimen de Raman-Nath. Hologramas de volumen. Regimen de Bragg. Teoría de Born de la difracción a primer orden. Teoría de dos ondas acopladas. Sobremodulación. 11. Aplicaciones de holografía analógica: Espectrómetros y monocromadores. Sistemas de seguridad. Interferometría holográfica. Memorias holográficas. Aplicaciones tecnológicas recientes. 12. Holografía digital: Moduladores espaciales de luz y holografía digital. Aplicaciones tecnológicas recientes. 13. Practicas de laboratorio: Laboratorio de procesado óptico de la información: Sistemas ópticos para análisis de Fourier; Filtrado óptico de frecuencias espaciales. Laboratorio de holografía: Obtención de hologramas de transmisión (Leith-Upatnieks) y de hologramas de reflexión (Denisyuk). Observación de hologramas.

Actividades docentes:

Realización de ejercicios en clase y en casa. Realización de prácticas de laboratorio: procesado óptico de la información y holografía. Actividades complementarias: asistencia a seminarios específicos sobre la materia, visita a los laboratorios de investigación.

Evaluación

Examen: consta de una parte de cuestiones teóricas y otra parte de cuestiones prácticas. Constituye el 60% de la calificación total. El 40% restante corresponde a la evaluación contínua de los ejercicios entregados (10%) y a la calificación de la memoria del laboratorio (30%).

Bibliografía

En inglés:
J. W. Goodman, Statistical Optics, Ed. Wiley&Sons, NY, USA, (1985).
J. W. Goodman, Introduction to Fourier Optics, Ed. Roberts& Company, Colorado, USA (2005).
M. Born and E. Wolf, Principles of Optics, Pergamon Press, Oxford, (1993).
En español:
M.L. Calvo (Coord.), Óptica Avanzada, Ed. Ariel Ciencia, Barcelona, (2002).
M. L. Calvo, T. Alieva, J. A. Rodrigo, et al., Laboratorio Virtual de Óptica. Guía Práctica., Ed. Delta Publicaciones, Madrid, (2005). (Contiene CD interactivo).
M. L. Calvo, T. Alieva, J. A. Rodrigo, Ó. Martínez-Matos, et. at, Holografía: Laboratorio Virtual, Ed. Complutense, Madrid, CD (2007).
T. Alieva, Ó. Martínez-Matos, J. A. Rodrigo, et. at, Métodos matriciales en óptica: aplicaciones en óptica geométrica, ondulatoria y estadística, Ed. Complutense, Madrid , CD (2010).

Otra información relevante

El horario de las prácticas en el laboratorío puede no coincidir con el horario de las clases teóricas.
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