Proponemos una extensión del método para medir los parámetros de diseño de lentes plano-convexas asféricas rápidas en eje (radio de curvatura paraxial, índice de refracción para una longitud de onda específica, constante cónica y espesor de la lente). En el caso de refracción podemos considerar tanto medios isotrópicos homogéneos así como medios anisotrópicos uniaxiales. El proyecto incluye también la evaluación de superficies reflectoras tradicionales, extendiendo al diseño, construcción y evaluación tanto cualitativa como cuantitativa de superficies reflectoras de forma arbitraria (freeform) las cuales han incrementado su producción por sus aplicaciones en concentradores de luz no convencionales. El método se basa en la ecuación de la cáustica por refracción también conocida como diacáustica o la cáustica por reflexión también conocida como catacáustica. Es importante mencionar que la ecuación de la cáustica está en función de todos los parámetros de la superficie óptica involucrados en el proceso de refracción o reflexión de la luz respectivamente. Recientemente hemos publicado las ecuaciones de las cáusticas y obtuvimos expresiones para expresar los coeficientes de asfericidad como función exclusivamente de los parámetros de la lente. Esto último es un avance muy significativo para diseñar tanto lentes asféricas formadoras de imagen sin aberración esférica como no formadoras de imagen, siendo éstas últimas las que se utilizan en iluminación y concentradores de luz por refracción. En este proyecto pretendemos obtener la ecuación de la cáustica por reflexión para superficies de forma arbitraria, considerando frentes de onda planos incidentes paralelos al eje de simetría. Dichas superficies ópticas tienen la necesidad de ser evaluadas cuantitativamente para fines prácticos, y estando limitados en los métodos de pruebas ópticas actuales para este tipo de superficies, surge este método como una prueba adicional a las pruebas geométricas convencionales. Se diseñarán pantallas nulas tipo Ronchi-Hartmann basadas en la ecuación de la cáustica, para la evaluación de las superficies ópticas bajo prueba, dichas pantallas serán impresas sobre un modulador óptico es cual es programable, en el caso de refracción teníamos en el laboratorio un modulador de transmisión de baja resolución. En el proyecto vigente IN112612-2 que concluye en este año 2013, estamos esperando un modulador de mayor resolución, lo que nos permitirá mejorar los diseños de pantallas nulas, logrando cambiar los diseños de pantallas nulas en tiempo real, sin tener que imprimir dichas pantallas sobre acetatos como se realizaba en versiones preliminares. Cabe mencionar que las pantallas nulas también pueden ser impresas en tonos de grises para obtener una iluminación uniforme en el plano imagen. En este proyecto estamos considerando adquirir un modulador espacial de luz por reflexión para implementar una prueba óptica en superficies forma arbitraria y superficies asféricas rápidas. Adicionalmente se prentende utilizar los moduladores espaciales de luz para generar hologramas generados por computadora, los cuales sirven para realizar pruebas ópticas de superficies asféricas no convencionales, corrigiendo el frente de onda producido por la superficie bajo prueba.

Desarrollar una técnica nueva para evaluar de manera cualitativa y cuantitativamente los parámetros de diseño de superficies ópticas tanto de lentes plano-convexas (isotrópicas y uniaxiales), asi como de espejos cóncavos rápidos en eje convencionales y de forma arbitraria (freeform), utilizando pantallas nulas basadas en la ecuación de la cáustica, donde las pantallas nulas se imprimen sobre un modulador espacial de luz ya sea por refracción o por reflexión. Diseño y construcción de pantallas nulas tipo Ronchi-Hartmann subestructuradas y la impresión sobre los moduladores espaciales de luz para prueba de superficies ópticas. Obtención de la ecuación cáustica considerando un frente de onda plana, en superficies de forma arbitraria (freeform) como superficies para diseño de concentradores solares. Diseño y construcción preliminar de superficies de forma arbitraria con aplicaciones especiales en concentradores solares. Obtención de la ecuación del frente de onda exacto producido por superficies de forma arbitraria después reflejarse un frente de onda plano incidente sobre la superficie. En este trabajo se pretende mejorar de manera considerable los resultados obtenidos en un proyecto preliminar que considera el diseño de pantallas nulas impresas sobre acetatos y moduladores de baja resolución. Cabe mencionar que esta técnica se puede utilizar para la alineación de sistemas ópticos. En la parte de formación de recursos humanos se espera graduar a 2 alumnos de maestría inscritos en el Posgrado de Ingeniería, Eléctrica de la UNAM, los cuales son participantes de este proyecto. Se espera obtener resultados favorables (obtención de ecuaciones preliminares, diseño y construcción de superficies de forma arbitraria) que conlleven a la graduación de 1 alumno de doctorado inscrito en el Posgrado de Ingeniería Eléctrica, Opción en Instrumentación, el alumno es participante de este proyecto. Se espera publicar almenos dos artículos de investigación en revistas internacionales indizadas, relacionados con los objetivos del proyecto, (1 publicación por cada año del proyecto). Se espera participar en dos congresos internacionales presentando los resultados del proyecto y publicar las memorias en extenso. (1 publicación por cada año del proyecto). Se pretende presentar 2 pláticas de divulgación en Instituciones de investigación o de nivel superior, con temas relacionados con los objetivos del proyecto. (1 por año).