Telescopios e instrumentación para la observación astronómica

Otras técnicas ópticas

Desde hace algunos años existen comercialmente los espejos deformables que permiten hacer correcciones debidas a la turbulencia atmosférica. Para finales del 2003 aparecieron los primeros sistemas refractores líquidos, es decir, lentes líquidas. Estos sistemas ópticos son cápsulas de algún líquido inmerso en un campo eléctrico que permiten cambiar de radio de curvatura y, por lo tanto, de distancia focal. Estos nuevos elementos inician la carrera en el diseño de sistemas complejos que puedan ser incorporados a un instrumento para observación astronómica. Un ejemplo de estos sistemas los podemos ver en la Figura 18.

Estos nuevos sistemas motivan a la imaginación e invitan a los diseñadores de instrumentos a tomar en cuenta estas nuevas ideas. Así, por ejemplo, un sistema óptico que contemple un diseño con zoom será algo parecido al mostrado en la Figura 20. Las ventajas de este nuevo tipo de sistemas es que el zoom no tendría partes mecánicas móviles complejas, como en el caso clásico.

La idea de hacer declaradamente combinaciones entre electrónica y óptica no es nueva, pues existe una gran tendencia hacia la combinación de estas disciplinas. En la actualidad, la gran demanda que hay de cámaras digitales en teléfonos celulares ha conducido a los diseñadores a usar el mínimo número de lentes con la finalidad de ocupar el menor espacio posible. Así, la esperanza de tener cámaras digitales del tamaño de una tarjeta de crédito es hoy día alcanzable. Todo esto es posible gracias a la propuesta de usar imágenes intermedias de mala calidad y corregirlas digitalmente

transformándolas en imágenes de buena calidad. Esto no quiere decir que se deba usar cualquier lente sino, por el contrario, el tipo de lentes que se necesita para esta propuesta es una lente con ciertas características que codifique la información. Tal información será decodificada mediante el procesamiento de imágenes, mediante un filtrado digital. Aunque estas ideas se han aplicado ya principalmente en problemas de microscopía, existe una fuerte tendencia a usar esta técnica en cámaras digitales y teléfonos celulares.

El principio de operación de esta técnica se basa en aumentar la profundidad de enfoque (ver Figura 22), es decir, aumentar la distancia donde la imagen está mejor enfocada. En otras palabras, ahora ya no es sólo un plano donde se enfoca sino una sucesión de planos que puede ser de algunos centímetros. Para lograr esto se usa una superficie polinomial de tercer grado en la pupila de entrada, expresada por P(x, y)=a(X2 + Y2), en donde a debe ser mayor que 20 (ver Figura 23).

La profundidad de enfoque repercute en que algunas aberraciones son absorbidas por esta propiedad, dado que la desviación de los rayos, producto de las aberraciones, ahora está distribuida a lo largo de esta profundidad de enfoque.

En la literatura especializada se encuentran comentarios, para hacer énfasis en la diferencia entre este nuevo tipo de óptica y la clásica, en el sentido de que si uno esta interesado en diseñar sistemas ópticos clásicos, entonces una excelente elección es comprar la óptica con Carl Zeiss y si el diseñador está interesado en comprar óptica que no enfoque, entonces es tiempo de pensar en sistemas codificadores de frente de onda.

El departamento de instrumentación del IAUNAM-Ensenada está iniciando una serie de pruebas para evaluar la factibilidad de usar estas nuevas técnicas híbridas en el diseño de instrumentos para la observación astronómica.


10 de mayo de 2004 Vol. 5, No. 4 ISSN: 1607 - 6079