L'optique matricielle est un formalisme mathématique employé pour calculer la trajectoire des rayons lumineux dans un système optique centré (à symétrie de révolution), dans le cadre de l'optique paraxiale (approximation de Gauss).
Ce formalisme ne doit pas être confondu aux autres formalismes matriciels en optique, à savoir ceux de Jones et de Mueller, qui sont employés pour calculer les effets de polarisation.
L’optique géométrique décrit la trajectoire des rayons lumineux, qui permettent de construire à l'aide de dessins l' d'un à travers un système optique. Mais en présence d'un grand nombre d'éléments (dioptres, lentilles, miroirs) et de multiples rayons, ce calcul graphique peut s'avérer complexe et imprécis. Les calculs de position et de taille de l'image par de multiples formules de conjugaison peuvent également être difficiles.
Lorsque l'on étudie des systèmes centrés et que les rayons sont peu inclinés (moins de 5 degrés) et peu écartés par rapport à l'axe optique, soit les conditions de l'approximation de Gauss, le calcul des réfractions à travers les dioptres par la loi de Snell-Descartes se linéarise :
où les n1,2 sont les indices des milieux et les i1,2 les angles d'incidence de part et d'autre de l'interface.
Dans le cadre de cette optique dite paraxiale, les points et angles d'impacts des rayons le long du système peuvent donc s'exprimer, comme toute application linéaire, en termes de produits de matrices et de vecteurs, décrits dans la section suivante.
Ce formalisme est ainsi une première approche pour calculer analytiquement le trajet des rayons et la position de l'image à travers tout système optique centré. Il peut aussi servir pour le calcul numérique rapide de la propagation d'un faisceau de multiples rayons.
Pour un système à symétrie de révolution, le rayon lumineux passant par un point P est totalement défini par un vecteur colonne dont les éléments sont :
la coordonnée y du point P par rapport à l’axe optique,
l’angle optique nθ, produit de l’indice n du milieu par l’angle d’inclinaison θ (orienté dans le sens trigonométrique) du rayon par rapport à l’axe optique.
Cette page est générée automatiquement et peut contenir des informations qui ne sont pas correctes, complètes, à jour ou pertinentes par rapport à votre recherche. Il en va de même pour toutes les autres pages de ce site. Veillez à vérifier les informations auprès des sources officielles de l'EPFL.
Introduction to geometrical and wave optics for understanding the principles of optical microscopes, their advantages and limitations. Describing the basic microscopy components and the commonly used
Introduction to 0ptical imaging systems such as camera objectives and microscopes. Discussion of imaging formation. Principles of design of imaging optics with geometrical optics and analysis with ray
L'optique est un vieux domaine qui touche à beaucoup de sujets modernes, des techniques expérimentales aux applications courantes. Ce premier cours traite plusieurs aspects de base de l'optique: propa
L’optique géométrique est une branche de l'optique qui s'appuie notamment sur le modèle du rayon lumineux. Cette approche simple permet entre autres des constructions géométriques d’images, d’où son nom. Elle constitue l'outil le plus flexible et le plus efficace pour traiter les systèmes dioptriques et catadioptriques. Elle permet ainsi d'expliquer la formation des images. L'optique géométrique (la première théorie optique formulée) se trouve validée a posteriori par l'optique ondulatoire, en faisant l'approximation que tous les éléments utilisés sont de grande dimension devant la longueur d'onde de la lumière.
thumb|300px|upright=2|Exemple géométrique comportant une lentille mince convergente. L'objet AB a pour image A'B'. Une lentille mince est une lentille dont l'épaisseur reste faible devant les rayons de courbure de ses faces ainsi que devant la différence de ces rayons, contrairement aux lentilles épaisses. Dans le cas de la lentille mince, les distances du plan focal objet au centre optique () et du centre optique au plan focal image (), telles qu'indiqué sur la figure, sont égales. est la distance focale image de la lentille.
In physics, ray tracing is a method for calculating the path of waves or particles through a system with regions of varying propagation velocity, absorption characteristics, and reflecting surfaces. Under these circumstances, wavefronts may bend, change direction, or reflect off surfaces, complicating analysis. Ray tracing solves the problem by repeatedly advancing idealized narrow beams called rays through the medium by discrete amounts. Simple problems can be analyzed by propagating a few rays using simple mathematics.
Couvre la matrice de transfert 2x2 pour les systèmes optiques et la caractérisation à l'aide de paramètres de hauteur et d'angle, ainsi que les systèmes de lentilles et les pupilles d'entrée.
The present work deals with monochromatic wavefront aberrations in optical systems without symmetries. The treatment begins with a class of systems characterized by misaligned spherical surfaces whose behavior is analyzed using the wavefront aberration exp ...
This thesis explores the application of recent advances in integrated photonics to the field of light detection and ranging (LiDAR).The progress in photonic integration allows for unprecedented levels of light manipulation on micrometer scales through the ...
EPFL2023
, ,
Analog computing has emerged as a promising candidate for real-time and parallel continuous data processing. This paper presents a reciprocal way for realizing asymmetric optical transfer functions (OTFs) in the reflection side of the on-axis processing ch ...