Modelado integral de un sistema de óptica adaptativa mediante la biblioteca de software PROPER

Abstract

RESUMEN: En este proyecto se ha llevado a cabo el modelado numérico de sistemas ópticos reales basado en la teoría electromagnética de la propagación de la luz conocida como Óptica de Fourier. En particular se ha utilizado Matlab para realizar una nueva implementación de una biblioteca de software llamada PROPER la cual cuenta con versiones optimizadas de algoritmos comunes de la óptica electromagnética (espectro angular y aproximación de Fresnel) para propagar un frente de onda en condiciones de campo cercano y campo lejano. En primer lugar se ha estudiado un coronógrafo de Lyot (Coronógrafo UC desarrollado por el grupo de óptica de la Universidad de Cantabria) que ya había sido modelado por un método anterior, para verificar la implementación del nuevo código y conseguir resultados que no podían ser obtenidos con el cálculo antiguo. En segundo lugar, el estudio más extenso ha consistido en el modelado de un sistema de óptica adaptativa binaria, más concretamente del sensor de frente de onda del tipo PDI (interferómetro de punto de difracción) perteneciente a un montaje experimental real también desarrollado por el grupo de óptica de la UC. Se ha investigado la efectividad del sensor en función de sus parámetros físicos (tipo de máscara utilizada, distancia focal, posición axial de la máscara) así como su comportamiento al utilizar luz policromática de una determinada anchura espectral.

ABSTRACT : In this project the numerical modeling of real optics systems based on the electromagnetic theory of light propagation known as Fourier Optics has been carried out. In particular, Matlab has been used to perform a new implementation of a software library known as PROPER which has optimized versions of common algorithms of electromagnetic optics (angular spectrum and Fresnel aproximation) to propagate a wavefront in near- eld and far- eld conditions. These are rst used to study a Lyot coronagraph (Coron ografo UC developed by the optics group of the University of Cantabria) which had already been modelled by a previous method to verify the new code implementation and to get results which could not be obtained with the old method. Secondly, the most extensive study consisted in the modeling of a binary adaptive optics system, the PDI (point diffraction interferometer) wavefront sensor to be more precise which belongs to a real experimental setup developed by the UC's optics group as well. The effectiveness of the sensor as a function of it's physical parameters (the type of mask used, the focal distance, axial position of the mask) has been studied as well as it's behaviour when using polichromatic light of a certain bandwidth.