Pistón (óptica)

En óptica , el pistón es el valor medio de un frente de onda o perfil de fase a través de la pupila de un sistema óptico. El coeficiente de pistón se expresa típicamente en longitudes de onda de luz a una longitud de onda determinada . Su principal uso radica en el ajuste de curvas de frentes de onda mediante polinomios cartesianos o polinomios de Zernike .

Sin embargo, al igual que un pistón de motor real que se mueve hacia arriba y hacia abajo en su cilindro, los valores del pistón óptico pueden modificarse para sesgar el valor medio de la fase del frente de onda según se desee. Dado que los valores de fase solo pueden variar de cero a 2π y luego repetirse en ambas direcciones (lo que se denomina envoltura de fase ), cambiar el coeficiente del pistón modifica las ubicaciones del contorno de valor de fase cero a lo largo del frente de onda. Esta propiedad es fundamental para el funcionamiento de los interferómetros de medición de fase , que proporcionan no solo la magnitud, sino también el signo ( convexidad o concavidad ) de un frente de onda bajo prueba. El pistón se crea físicamente en el interferómetro mediante actuadores piezoeléctricos que desplazan la superficie de referencia del interferómetro de Fizeau a lo largo del eje óptico en fracciones precisas de la longitud de onda de prueba, generalmente en un cuarto de longitud de onda. Esto modifica los patrones de franjas interferométricas y permite el cálculo directo del error exacto del frente de onda.

El pistón y la inclinación no son aberraciones ópticas reales , ya que no representan ni modelan la curvatura del frente de onda. El desenfoque es la aberración óptica real de orden más bajo. Si se restan el pistón y la inclinación de un frente de onda que, de otro modo, sería perfecto, se forma una imagen perfecta y libre de aberraciones.

• Malacara, D., Pruebas en ópticas - Segunda edición , John Wiley and Sons, 1992, ISBN 978-0-471-52232-4.