Metalentes concentradoras y el método de cuerdas

Abstract

Muchos de los dispositivos ópticos actuales tienen un sistema de iluminación, el cual debido a que se compone por diferentes tipos de lentes ordenados, suelen ser voluminosos y pesados. La óptica sin imágenes (NIO) de las siglas en inglés nonimaging optics, es la encargada de estudiar los sistemas de la óptica de concentración de luz e iluminación que estudia los métodos para recolectar, proyectar o dirigir la luz de manera eficiente. Existen varios métodos de análisis y diseño óptico de sistemas NIO, el método de cuerdas es uno de los métodos más básicos y utilizados. En este proyecto de maestría se estudia cómo implementar el método de cuerdas en sistemas ópticos NIO con metasuperficies y/o metalentes. Es decir, se investiga la fiabilidad de usar el método de cuerdas para analizar y diseñar metalentes que concentren la luz o que iluminen. Así mismo se aplica dicho método al diseño de tres tipos de metalentes concentradoras de luz, la metalente concentradora simple, el metaconcentrador parabólico compuesto y el metaconcentrador Tubular, los cuales son concentradores de luz que utilizan metasuperficies con perfiles de fase especiales. En esta tesis se deducen las fórmulas matemáticas del perfil de fase requerido para los tres metaconcentradores analizados. Se realiza el análisis del perfil de fase de los dos metaconcentradores propuestos en este trabajo. Además se comprueban esas ecuaciones mediante un análisis de trazos de rayos de luz y mediante un experimento. El experimento se realiza mediante la construcción de tres maquetas con cuerdas o hilos que simulan los rayos de luz en el método de cuerdas.