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Estudio del régimen de aplicación de la óptica paraxial vs la óptica metaxial con base en el criterio de rayleigh

Resumen

La óptica paraxial constituye una aproximación de primer orden en la formación de imágenes, limitando las superficies objeto e imagen a planos. Este enfoque exige que las dimensiones transversales de los sistemas ópticos sean muy pequeñas, pero no indica qué tan pequeñas deben ser. Para obtener una idea más clara sobre el régimen de aplicación de la óptica paraxial se ha hecho uso del criterio de resolución de Rayleigh, la cual permitió obtener cuantitativamente la sección transversal de un sistema óptico simple en función del radio de curvatura del dioptro, conservando la calidad de la imagen. El resultado indico que el régimen paraxial requiere que las dimensiones transversales de las lentes sean acotadas aproximadamente en 2 órdenes de magnitud por debajo de las dimensiones de sus radios de curvatura. Por otro lado, la óptica metaxial de Bonnet, es una aproximación de segundo orden que limita las superficies objeto e imagen a secciones de esferas. Aplicando la Regla del cuarto de onda de Rayleigh para definir su régimen de aplicación, se obtuvo que estas dimensiones son más consecuentes con las verdaderas dimensiones de las secciones transversales de los dispositivos ópticos del mercado, es decir, que las dimensiones transversales de las lentes deben ser de un orden de magnitud menos que sus radios de curvatura. Por lo tanto, los dispositivos ópticos reales se desenvuelven en un régimen más cercano al régimen metaxial que al paraxial.