Deformaciones de Haces Cilíndricos y Cónicos al atravesar una Placa Plano-Paralela de Cristal Uniaxial

Abstract

Una de las herramientas más usadas en la óptica es el trazado de rayos ya que es la herramienta fundamental para el diseño de todo instrumento óptico. En este trabajo se analizan las sucesivas deformaciones que un haz cilíndrico (modelo a primer orden de un haz colimado) y un haz cónico (modelo a primer orden de un haz divergente o convergente), que inciden normalmente sobre una placa planoparalela de cristal uniaxial, sufren a medida que van atravesando las distintas interfaces. Esto se hace siguiendo el camino de cada rayo incidente sobre la primera interfaz. El trazado de rayos para los rayos ordinarios es igual al trazado de rayos en medios isótropos. El trazado de rayos extraordinario, en cambio, presenta más dificultad ya que los rayos no están contenidos en el plano de incidencia y no coinciden con las normales a los frentes de onda. Se analizan también la pérdida de simetría de revolución de los haces y la formación de las sucesivas imágenes.

One of the most used tools in optics is ray tracing,due to the fact that is a fundamental tool for optic instruments design. In this work we analyze the successive deformations that both cylindrical (first order approximation of a collimated beam) and conical (first order approximation of a converging or divergent beam) beams suffer when they impinge normal to a uniaxial crystal plane-parallel plate and go through the different interfaces. This is accomplished by following the path of each incident ray on the first interface. The ray tracing for the ordinary beam is the same as in isotropic media, but the extraordinary beam ray tracing is more difficult, for these rays are no longer contained in the incidence plane and their directions are different from those of the corresponding normals to the wavefront. We also analyze the loss of revolution symmetry of the beams and the image formation.