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Aplicaciones de la ecuación de transporte de irradiancia (ETI), en metrología óptica.
Jesus Alonso Arriaga Hernandez
ANSELMO ALEJANDRO CORNEJO RODRIGUEZ
Fermín Salomón Granados Agustín
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Wavefront
Filters
Finite difference method
Optical metrology.
There is now a large amount of electronic and printed information about the optical tests, but in few there are three-dimensional Wavefront results. In this work we present the study of a technique used as an optical test to evaluate the quality of optical elements through an integral-differential analysis of the Irradiance Transport Equation (ITE). Therefore, we start from the work of Teague [1], where the ITE is derived and proposes a solution from irradiance measurements and Green functions to obtain the Wavefront. Subsequently, we analyze the work of Takeda [2] who develops a method that interprets interferograms using a Fourier's analysis to obtain the phase, and in turn, the Wavefront. On the other hand, Ichikawa-Lohmann-Takeda (ILT) [3] retakes Takeda's work and applies it to the ITE, using a grid of Ronchi, and from measurements of irradiance in two close planes obtain the Wavefront from lenses under test. In the present work of doctoral thesis, we rely on the methods and techniques of Teague [1], Takeda [2] and ILT [3] to optimize their results, in simulations and experimentally, and obtain a simplified version of the ITE eliminating a of the terms of it. In Chapter One, we describe some aspects of the history of optics, applied to the study of lens quality, and briefly outline our proposal to achieve our objectives. In Chapter 2 we introduced the subject of optical tests, generally as field of work, and the application of the ITE to obtain the Wavefront, similar to ILT [3] based on the Takeda's method [2] of the Fourier transform. In Chapter Three, we will give a brief general introduction to the use of Matlab [4] and filter theory [5], as we will apply this throughout the work. We then simulate the work of ILT [3] and carry out an analysis to the filtering of the Fourier transform technique; in order to optimize their results. In Chapter Four, we used the results of Chapter Three to optimize ILT's work [3], making some modifications to the type of filters that were used. In the experimental arrangement the effect of the period of the Ronchi grid was analyzed; as well as the error introduced by the inclination of the grid relative to the optical axis.
En la actualidad existe una gran cantidad de información electrónica e impresa acerca de las pruebas ópticas, pero en pocas destacan resultados tridimensionales del frente de onda. En este trabajo presentamos el estudio de una técnica empleada como prueba óptica para evaluar la calidad de elementos ópticos a través de un análisis integro-diferencial de la Ecuación de Transporte de Irradiancia (ETI). Por lo cual, partimos del trabajo de Teague [1], donde se deriva la ETI y propone una solución a partir de mediciones de irradiancia y funciones de Green para obtener el frente de onda. Posteriormente, analizamos el trabajo de Takeda [2] que desarrolla un método que interpretar interferogramas empleando un análisis de Fourier para obtener la fase, y a su vez, el frente de onda. Por otro lado, Ichikawa-Lohmann-Takeda (ILT) [3] retoman el trabajo de Takeda y lo aplica a la ETI, empleando una rejilla de Ronchi, y a partir de mediciones de irradiancia en dos planos cercanos obtienen el frente de onda proveniente de lentes bajo prueba. En el presente trabajo de tesis de doctorado nos basamos en los métodos y técnicas de Teague [1], Takeda [2] e ILT [3] para optimizar sus resultados, en simulaciones y experimentalmente, y obtener una versión simplificada de la ETI eliminando un de los términos de ella. En el Capítulo uno describimos algunos aspectos de la historia de la óptica, aplicada al estudio de la calidad de lentes, además de plantear brevemente nuestra propuesta para concretar nuestros objetivos. En el Capítulo dos introducimos el tema de pruebas ópticas, en general como campo de trabajo, y la aplicación de la ETI para obtener el frente de onda, semejante a ILT [3] basado en el método de Takeda [2] de la transformada de Fourier. En el Capítulo tres daremos una breve introducción general al uso de Matlab [4] y a la teoría de filtros [5], pues aplicaremos esto a lo largo del trabajo. Posteriormente simulamos el trabajo de ILT [3] y llevamos a cabo un análisis al filtraje de la técnica de transformada de Fourier; con el fin de optimizar sus resultados. En el Capítulo cuatro empleamos los resultados del Capítulo tres para optimizar el trabajo de ILT [3], realizando algunas modificaciones al tipo de filtros que se usaron. En el arreglo experimental se analizó el efecto del periodo de la rejilla de Ronchi; así como el error introducido por la inclinación de la rejilla respecto al eje óptico.
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
2017-09
Tesis de doctorado
Español
Estudiantes
Investigadores
Público en general
Arriaga Hernández, J. A., (2017), Aplicaciones de la ecuación de transporte de irradiancia (ETI), en metrología óptica, Tesis de Doctorado, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
ÓPTICA
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