CAPITOLO 1.
Diffrazione |
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Richiami sui fenomeni di
diffrazione. Le trattazioni approssimate. Sviluppo in onde
piane. Il principio dell'interferenza inversa. Il principio
di Babinet. Primi esempi (Reticoli. Reticolo mobile. Lastra
a zone di Fresnel sinusoidale). Esempi di processi di
propagazione. Fasci a sezione invariante. Campi omogenei.
Coniugazione di fase. Diffrazione inversa. Formule di
Rayleigh-Sommerfeld, principio di Huygens-Fresnel,formula di
Helmhotz-Kirchhoff). Propagazione di campi policromatici.
Diffrazione da cilindro. Diffrazione da semipiano.
Diffusione da mezzi non omogenei (Impostazione del problema.
Prima approssimazione di Born. Il problema inverso della
diffusione). Appendice (Riflessione e rifrazione di onde
piane). Cenni bibliografici. Problemi. Soluzioni. |
CAPITOLO 2.
Ottica di
Fresnel |
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Introduzione. La derivazione
tradizionale dell'approssimazione di Fresnel. Il limite di
campo lontano. Approssimazione di Fraunhofer. Diffrazione da
apertura rettangolare. Diffrazione di Fresnel e Fraunhofer
in coordinate cilindriche. Diffrazione da foro circolare e
da disco opaco. Zone di Fresnel. Leggi di scala per la
diffrazione alla Fresnel e alla Fraunhofer. Variazioni di
larghezza di un fascio luminoso. Equazione d'onda parassiale
e approssimazione di Fresnel. Onde piane in approssimazione
parassiale e effetto Talbot. Fasci gaussiani. Fasci
gaussiani di ordine superiore. Fasci gaussiani astigmatici.
Risonatori ottici. Le lenti sottili e gli specchi sferici.
Effetto di una lente su un fascio gaussiano. Effetto di una
lente sulla propagazione di un campo. Formalismo matriciale
per i fasci gaussiani. Il fattore M2 di un fascio luminoso.
Dispersione e trasformata di Fresnel. Cenni bibliografici.
Problemi. Soluzioni. |
CAPITOLO 3.
Il
fenomeno degli speckle |
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Introduzione. Descrizione
probabilistica del campo diffuso. Le funzioni di
correlazione nel campo diffuso. Misura della funzione di
correlazione R(P1,P2). Densità di probabilità per
l'intensità integrata. Appendici (Cammino a caso.
Sovrapposizione di campi diffusi indipendenti.). Cenni
bibliografici. Problemi. Soluzioni. |
CAPITOLO 4.
Teoria classica della coerenza |
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Introduzione. Riepilogo di
definizioni e risultati base. Esempi di applicazione
(Spettroscopia di Fourier. Applicazioni astronomiche.).
Correlazioni di intensità. Fotoconteggi. Coerenza spaziale e
densità spettrale incrociata. Teoria modale della coerenza.
Esempio di sviluppo modale. Propagazione della densità
spettrale incrociata. Cenni bibliografici. Problemi.
Soluzioni.
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CAPITOLO 5.
Ottica geometrica |
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Introduzione. Equazioni di base
dell'ottica geometrica. Semplici applicazioni del principio
di Fermat. Equazione dei raggi. Esempi. Andamento
dell'intensità luminosa. Analisi matriciale dei sistemi
ottici. Diaframmi e pupille. Aberrazioni. Analisi delle
aberrazioni primarie. Aberrazioni cromatiche. L'interferometro
di Ronchi. Cenni bibliografici. Problemi. Soluzioni.
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CAPITOLO 6.
Anisotropia ottica |
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Introduzione. Cristalli
anisotropi. Onde piane consentite in un mezzo anisotropo.
L'ellissoide degli indici. I raggi e la superficie dei
raggi. Rifrazione e riflessione di onde piane. Uso del
principio di Huygens. Cristalli uniassici. Cristalli
biassici. Dicroismo. Prismi polarizzatori. Lamine di
ritardo. Attività ottica. Effetti elettro-ottici. Cristalli
liquidi. Effetti magneto-ottici. Modulatori. Coppia
meccanica su una lamina birifrangente. Appendici (Stati di
polarizzazione. Parametri di Stokes e sfera di Poincarè.
Matrici di Jones. Luce parzialmente polarizzata.). Cenni
bibliografici. Problemi. Soluzioni.
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CAPITOLO 7.
Filtraggio spaziale |
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Introduzione. Immagini in luce
coerente. Immagini in luce incoerente. Immagini in luce
parzialmente coerente. Gradi di libertà di un'immagine.
Potere risolutivo. Superrisoluzione. Deterioramento di
immagini. Filtro di Wiener. Elaboratori ottici.
Riconoscimento di configurazioni. Visualizzazione di oggetti
di fase. Altri esempi di filtraggio. Cenni bibliografici.
Problemi. Soluzioni.
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CAPITOLO 8.
Olografia |
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Introduzione. Cenni sulle
emulsioni fotografiche. Olografia in asse. Olografia fuori
asse. Esigenze sperimentali in olografia. Olografia di
volume. Teoria delle onde accoppiate. Filtro adattato
olografico. Olografia sintetica. Interferometria olografica.
Interferometria a speckle. Cenni bibliografici. Problemi.
Soluzioni.
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CAPITOLO 9.
Ottica guidata |
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Introduzione. Guida planare.
Modi di una guida planare. Schema geometrico. Guida
simmetrica. Guida asimmetrica. Struttura modale nelle guide
planari. Doppia guida planare simmetrica. Accoppiamento
modale. Accoppiamento fra i modi di una guida. Accoppiamento
codirezionale. Accoppiamento controdirezionale. Guide
rettangolari. Comunicazioni su portante ottica. Tipi di
fibra. Modi delle fibre a salto d'indice. Dispersione
intermodale per fibre a salto d'indice. Dispersione
cromatica. Fibre a profilo d'indice graduale. Cenni
bibliografici. Problemi. Soluzioni.
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CAPITOLO 10.
Altre
applicazioni dei fenomeni di interferenza e
diffrazione |
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Introduzione. Strato piano.
Esempi di applicazione. Strutture multistrato. Applicazioni
dei multistrati dielettrici. Spettroscopi a reticolo e
monocromatori. -interferometro di Fabry-Perot. Filtri
interferenziali. L'interferometria. Dispositivi
acusto-ottici. Ottiche diffrattive. Reticoli di Dammann.
Discretizzazione della fase. Reticolo sinusoidale di fase.
Reticoli circolari alla Fresnel. Uso dell'effetto Talbot.
Trattazioni vettoriali. Cenni bibliografici. Problemi.
Soluzioni.
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SUPPLEMENTO |
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Introduzione. Notazioni. La
delta di Dirac e la funzione pettine. Convoluzione. Esempi
di convoluzione. Media mobile. Funzione seno integrale e
funzione degli errori. Gli integrali di Fresnel.
Correlazione. Esempi di correlazione. Funzioni di Bessel.
Funzioni di Bessel modificate. Trasformata e serie di
Fourier. Proprietà elementari della trasformata di Fourier.
Teoremi di base per la trasformata di Fourier. Esempi di
trasformate di Fourier. Relazioni di indeterminazione.
Campionamento. Risposta impulsiva e funzione di
trasferimento. Trasformata di Hillbert. Trasformata di
Fourier in più dimensioni. Teoremi ed esempi per la
trasformata di Hankel di ordine zero. Trasformate di Hankel
di ordine superiore. Trasformata di Fresnel. Teoremi ed
esempi per la trasformata di Fresnel. Trasformata di Fresnel
di un pettine. Cenni bibliografici. Problemi. Soluzioni.
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INDICE ANALITICO |