OPTICA COHERENTE
GRADO EN FISICA
Curso 2025/2026
1. Datos de la asignatura
(Fecha última modificación: 06-06-25 13:50)- Código
- 100851
- Plan
- ECTS
- 4.50
- Carácter
- OPTATIVA
- Curso
- 4
- Periodicidad
- Segundo Semestre
- Idioma
- ESPAÑOL
- Área
- ÓPTICA
- Departamento
- Física Aplicada
- Plataforma Virtual
Datos del profesorado
- Coordinador/Coordinadora
- Luis Roso Franco
- Grupo/s
- 1
- Centro
- -
- Departamento
- Física Aplicada
- Área
- Óptica
- Despacho
- -
- Horario de tutorías
- Concertar previamente
- URL Web
- -
- roso@usal.es
- Teléfono
- -
2. Recomendaciones previas
Como se ha indicado antes esta asignatura debe cursarse después de las otras tres del módulo, ya que se parte de los conocimientos y competencias adquiridos en dichas asignaturas. Es muy recomendable una buena formación básica en simulación numérica a fin de poder emplear herramientas numéricas que permitan afianzar los conceptos desde una perspectiva actualizada. Es importante acceder a esta asignatura con un buen conocimiento del electromagnetismo y las ondas y también de la matemática subyacente para su comprensión.
3. Objetivos
- Conocer el concepto de coherencia y saber cómo cuantificarlo, para ondas en general, y especialmente para las ondas electromagnéticas en la región óptica.
- Desarrollar las aproximaciones de Fresnel y Fraunhofer y los conceptos de onda paraxial y no paraxial. Familiarizarse con las peculiaridades ondas vectoriales.
- Comprender la teoría de la difracción como solución de la ecuación de ondas vectorial y sus diferentes aproximaciones.
- Estudio de algunas soluciones de la integral de difracción
- Comprender los fundamentos de la formación de imagen, de los sistemas sin formación de imagen y de algunos casos de metamateriales.
4. Competencias a adquirir | Resultados de Aprendizaje
Básicas / Generales | Conocimientos.
Tipo A (CB): Competencias básicas
CB-2: Aplicar los conocimientos físicos a su trabajo o vocación de una forma profesional y poseer las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro del área de la Física.
CB-3: Capacidad de reunir e interpretar datos relevantes, dentro del área de la Física, para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.
CB-4: Poder transmitir información, ideas, problemas y soluciones del ámbito del área de la Física a un público tanto especializado como no especializado.
CB-5: Desarrollado de aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores en Física con un alto grado de autonomía.
CB-6: Habilidad de manejo de herramientas de simulación para poder estar cerca de las realidades experimentales.
TIPO B (CG): Competencias Generales.
CG-1: Desarrollo de las capacidades de análisis y de síntesis con el objeto de poder abstraer las propiedades estructurales de la realidad física distinguiéndolas de aquellas puramente ocasionales y poder inferirlas, comprobarlas o refutarlas con experimentos o simulaciones.
CG-2: Incrementar la capacidad de organización y planificación con el objeto de resolver con éxito el problema analizado.
CG-3: Desarrollar la capacidad de razonamiento crítico para poder identificar analogías entre fenómenos físicos diferentes y ser capaz de construir modelos físicos, así como poder detectar errores en razonamientos, aproximaciones o cálculos incorrectos.
CG-4: Ser capaz de plantear y resolver problemas físicos obteniendo una descripción no sólo cualitativa sino también cuantitativa y con el grado de precisión que sea requerido,
CG-5: Aprender de manera autónoma nuevos conocimientos y técnicas
Específicas | Habilidades.
Competencias Específicas.
CE-1: Tener una buena comprensión de las teorías físicas más importantes, localizando en su estructura lógica y matemática su soporte experimental y el fenómeno físico que puede ser descrito a través de ellos.
CE-2: Haberse familiarizado con las áreas más importantes de la Física, no sólo a través de su importancia intrínseca, sino por la relevancia esperada en un futuro para la Física y sus aplicaciones, familiaridad con los enfoques que abarcan muchas áreas en Física.
CE-3: Saber formular las relaciones funcionales y cuantitativas de la Física en lenguaje matemático y aplicar dichos conocimientos a la resolución explícita de problemas de particular interés.
CE-4: Ser capaz de evaluar claramente los órdenes de magnitud, de desarrollar una clara percepción de las situaciones que son físicamente diferentes, pero que muestran analogías, permitiendo por lo tanto el uso de soluciones conocidas a nuevos problemas.
CE-5: Comprender y dominar el uso de los métodos matemáticos y numéricos más comúnmente utilizados.
CE-6: Capacidad de búsqueda y utilización de bibliografía técnica, así como cualquier fuente de información relevante para trabajos de investigación y desarrollo técnico de proyectos.
CE-7: Capacidad de identificación de los elementos esenciales de un proceso o situación y establecer su modelización. Pensamiento crítico para construir modelos físicos, especialmente modelos de simulación y aprovechamiento de nuevas tecnologías.
CE-8: Capacidad de trabajo en grupo. Capacidad de presentar mediante medios escritos y orales de resultados tanto a profesionales como a público en general.
CE-9: Familiarización con los modelos experimentales más importantes. Capacidad de trabajo independiente, así como describir, analizar y evaluar críticamente los datos experimentales.
CE-10: Adquirir una comprensión de la naturaleza de la investigación en Física, de las formas en que se lleva a cabo, y de cómo la investigación en Física es aplicable a muchos campos diferentes al de la Física, por ejemplo, la ingeniería; habilidad para diseñar procedimientos experimentales y teóricos para: (i) resolver los problemas corrientes en la investigación académica o industrial; (ii) mejorar los resultados existentes.
5. Contenidos
Teoría.
Tema 1 Campos coherentes en el tiempo
- Ondas en física
- Ondas electromagnéticas. Ondas vectoriales.
- Coherencia espacial y temporal
- Descripción espectral del campo: Amplitud y fase espectral.
- Correlación y convolución.
Tema 2 Campos coherentes en el espacio
- Superposición de fuentes
- Descripción integral de la difracción
- Integral de Huygens-Fresnel
- Haces Gaussianos (diferentes desarrollos en modos Gaussianos.
- Haces flat-top. Funciones de Lommel.
- Haces de luz estructurados. Momento angular.
- Integral de Fraunhofer como caso límite.
- Algunos ejemplos sencillos, doble rendija
- Redes de difracción de amplitud y fase, redes de volumen.
Tema 3 Formación de imagen y manipulación de luz
- Concepto de imagen. Registro de una imagen. Separación de imágenes
- Nociones básicas de holografía y otros metamateriales
- Procesado óptico.
- Focalización óptica y de rayos X. Imagen médica.
- Óptica sin formación de imagen
Tema 5 Realizaciones prácticas.
- Estudio de diversos sistemas ópticos
- Exploración del foco de un láser.
Práctica.
Prácticas de Laboratorio
- Registro de redes delgadas de amplitud y de volumen y fase.
- Holografía de transmisión y reflexión.
- Interferometría holográfica.
- Procesado óptico de imágenes.
6. Metodologías Docentes
Clases magistrales
El profesor expondrá el contenido teórico de los temas. Se proporcionará al alumno apuntes o las presentaciones para facilitar el seguimiento de estas
Clases de problemas
En ellos se analizarán y resolverán cuestiones prácticas relativas a la teoría de las clases magistrales. El alumno dispondrá de las hojas de problemas con anterioridad para que intente resolverlos. Ayudan a fijar conceptos y a manejar órdenes de magnitud. Se potenciarán los problemas que impliquen una solución numérica.
Prácticas de laboratorio
Se realizan sesiones demostrativas en el laboratorio en el que se ponen en práctica los conocimientos adquiridos en el aula. Se realizará alguna sesión en el Centro de Láseres Pulsados a fin de que se familiaricen con una problemática experimental realista.
7. Distribución de las Metodologías Docentes
8. Recursos
Libros de consulta para el alumno.
- Lauterborn, Werner, and Thomas Kurz. Coherent optics: fundamentals and applications. Springer Science & Business Media, 2003.
- Born, Max, and Emil Wolf. Principles of optics: electromagnetic theory of propagation, interference and diffraction of light. Elsevier, 2013.
- Goodman J. W.: Introduction to Fourier Optics, Roberts and Company Publishers, 2005
- Saleh, Bahaa EA, and Malvin Carl Teich. "Polarizer and Polarization rotators." Fundamentals of Photonics, Wiley-Interscience (2007).
Otras referencias bibliográficas, electrónicas o cualquier otro tipo de recurso.
- Baker, Bevan B., and Edward Thomas Copson. The mathematical theory of Huygens' principle. World Scientific 1950
9. Evaluación
Criterios de evaluación.
La evaluación valorará la adquisición de las competencias de carácter teórico y práctico que se comprobará tanto por actividades de evaluación continua como por una prueba escrita final. Las actividades de evaluación continua supondrán un máximo de un 30% de la nota de la asignatura. La prueba escrita final será el 50% de la nota y las prácticas de laboratorio un máximo de un 30%.
Sistemas de evaluación.
Evaluación continua:
Se valorará la participación en clase de los alumnos a través de la exposición de temas, la respuesta a cuestiones planteadas y de la resolución voluntaria de problemas.
Prueba escrita:
Al finalizar el curso y en el periodo previsto en el calendario académico se realizará una prueba escrita que consistirá en la resolución de problemas y cuestiones.
Recomendaciones para la evaluación.
Se recomienda la asistencia y participación activa en todas las actividades docentes programadas.
La evaluación de las competencias de esta materia se hará teniendo en cuenta el trabajo del alumnado durante el curso y los resultados de una prueba escrita final.
Para recuperar la parte de nota correspondiente a la prueba escrita final se realizará una prueba escrita en iguales condiciones que en la primera convocatoria.