En óptica , la longitud de la trayectoria óptica ( OPL ) o distancia óptica es el producto de la longitud geométrica de la trayectoria seguida por la luz a través de un sistema dado y el índice de refracción del medio a través del cual se propaga. En muchos libros de texto, se escribe simbólicamente como Λ . Una diferencia en la longitud de la ruta óptica entre dos rutas a menudo se denomina diferencia de ruta óptica ( OPD ). OPL y OPD son importantes porque determinan la fase de la luz y gobiernan la interferencia ydifracción de la luz a medida que se propaga.
Formulación
Longitud del camino óptico
En un medio de índice de refracción constante, n , el OPL para una trayectoria de longitud geométrica s es justo
Si el índice de refracción varía a lo largo de la trayectoria, el OPL viene dado por una integral de línea
donde n es el índice de refracción local como una función de la distancia a lo largo de la trayectoria C .
Una onda electromagnética propaga a lo largo de una trayectoria C tiene el desplazamiento de fase sobre C como si se propaga un camino en un vacío , la longitud de los cuales, es igual a la longitud del camino óptico de C . Por lo tanto, si una onda viaja a través de varios medios diferentes, entonces se puede sumar la longitud del camino óptico de cada medio para encontrar la longitud total del camino óptico. La diferencia de trayectoria óptica entre las trayectorias tomadas por dos ondas idénticas se puede utilizar para encontrar el cambio de fase. Finalmente, utilizando el cambio de fase, se puede calcular la interferencia entre las dos ondas.
El principio de Fermat establece que la trayectoria que toma la luz entre dos puntos es la trayectoria que tiene la longitud mínima de trayectoria óptica.
Diferencia de trayectoria óptica
El OPD corresponde al desplazamiento de fase que experimenta la luz emitida por dos fuentes previamente coherentes cuando pasa por medios de diferentes índices de refracción . Por ejemplo, una onda que atraviesa un vidrio parecerá viajar una distancia mayor que una onda idéntica en el aire. Esto se debe a que la fuente en el vidrio habrá experimentado un mayor número de longitudes de onda debido al índice de refracción más alto del vidrio .
El OPD se puede calcular a partir de la siguiente ecuación:
donde d 1 y d 2 son las distancias del rayo que pasa a través del medio 1 o 2, n 1 es el índice de refracción mayor (por ejemplo, vidrio) y n 2 es el índice de refracción más pequeño (por ejemplo, aire).
Ver también
Referencias
- Este artículo incorpora material de dominio público del documento de la Administración de Servicios Generales : "Norma Federal 1037C" .(en apoyo de MIL-STD-188 )
- Jenkins, F .; White, H. (1976).Fundamentos de Óptica(4ª ed.). McGraw-Hill. ISBN 0-07-032330-5.