Optica y sus Areas

Óptica y sus Áreas de Aplicación
(Una Perspectiva General)
H.H. Cerecedo Núñez y P. Padilla Sosa.
Facultad de Física e Inteligencia Artificial, Universidad Veracruzana
Este trabajo pretende dar una perspectiva general sobre las aplicaciones actuales que tiene la óptica, está dirigido principalmente a estudiantes universitarios y a un público que no se encuentra inmerso en este campo, perocon el interés de entender la situación actual de la óptica aplicada. El planteamiento del artículo se realiza desde el punto de vista de tres grandes grupos de aplicaciones en las cuales ha incidido la óptica, la Instrumentación, las Comunicaciones y la Metrología. Se comenta también la importancia de las investigaciones de frontera en óptica, ya que ello tiene una incidencia directa en las áreasde aplicación mencionadas. Durante el desarrollo del trabajo se mencionan algunos fenómenos y métodos ópticos que se utilizan para resolver problemas actuales.
1. Introducción
Una de las motivaciones para escribir este artículo surgió de observar que en el proceso de formación, los estudiantes de la licenciatura en física de algunas universidades no cuentan con una idea clara sobre lasdiferentes ramas de la física y sus alcances. En un momento dado esto puede llegar a ser importante, pues el estudiante al conocer desde sus inicios la estructura general de un área de la física le puede ser de gran utilidad ya que obtiene una idea más clara de sus futuros estudios o bien puede involucrarse tempranamente con actividades de investigación. Este artículo pretende dar un panorama de laóptica y sus aplicaciones, no solo a los estudiantes, sino a la comunidad en general que no está involucrada en esta área de especialidad.
El estudio de la Física concierne a dos grandes áreas, la Física Teórica y la Física Experimental, ambos estudios no son excluyentes. Dentro de las ramas de la Física teórico-experimental encontramos a la óptica. La óptica es la parte de la física que se encargadel estudio de la luz. Es la ciencia de la luz, es decir, del rango de longitudes de onda electromagnética que pueden ser percibida por el ojo humano (entre 380 y 780 nm), y en rangos cerca de esos extremos, hasta 244nm por un extremo (UV cercano) y 1600nm por el otro (IR Cercano), ver figura 1. La óptica también tiene que ver con la generación, propagación, interacción y detección de la "luz".Desde el punto de vista académico, la óptica podría clasificarse para su estudio en dos grandes grupos, la óptica básica y la fotónica. La óptica básica se encarga de estudiar los fenómenos fundamentales, como la propagación de la luz de un medio a otro, la polarización, la difracción, y la coherencia de la luz, etc. La fotónica se refiere al estudio de fenómenos más complejos de la óptica, en lafotónica se entrelazan fenómenos básicos y complejos de la óptica. El estudio de la fotónica concierne al estudio de los láseres, amplificadores ópticos, holografía, fibras ópticas, cristales especiales (fotónicos), electro-óptica, acustoóptica, óptica estadística, óptica cuántica, etc. Los temas que se analizan dentro de la fotónica llevan a la creación de nuevas tecnologías en comunicaciones,sensores y computación.
2. Áreas de aplicación
A nivel mundial, el reciente desarrollo y crecimiento de la óptica ha tenido como consecuencia novedosas aplicaciones en las actividades cotidianas del ser humano, como ejemplo véase la figura 2. Desde el punto de vista de las aplicaciones en la óptica, se pueden separar en cuatro grandes áreas en las cuales inciden las investigaciones queactualmente se realizan: Instrumentación óptica, comunicaciones ópticas, metrología óptica. Sin embargo, y como soporte de estos tres, debe de mencionarse un área más de investigación, la óptica de frontera (y que está estrechamente relacionada con la fotónica). Como se muestra en la figura 3, estos cuatro grupos de aplicaciones no están aisladas entre si, al contrario, hay una estrecha relación entre...