Herramientas computacionales para el modelado y manipulación de elementos ópticos y su aplicación en óptica visual

Abstract

Se presenta el desarrollo de herramientas computacionales para la simulación de elementos ópticos, diseñadas a partir de principios matemáticos y físicos utilizados en óptica y un lenguaje de programación imperativa. Las herramientas son cuatro: La primera es una herramienta de simulación desarrollada con teoría de óptica geométrica para el trazo de rayos paraxiales, que permite visualizar la forma en que la luz proveniente de un objeto lejano simple, atraviesa sistemas ópticos formados por uno o más elementos refractivos, principalmente lentes. La segunda herramienta tiene el mismo objetivo, con la diferencia que ésta tiene su base en ecuaciones que permiten realizar el trazo de rayos no-paraxial o exacto. Ambas herramientas permiten predecir el efecto que conlleva variar los parámetros geométricos de los elementos ópticos, como son radios de curvatura, espesores e índices de refracción y cuentan con una interfaz gráfica que es fácil de manipular por un usuario. La tercera es una herramienta que utiliza algoritmos computacionales desarrollados con técnicas de Inteligencia Artificial, cuya finalidad es clasificar datos relacionados con defectos refractivos presentes en el ojo humano. La cuarta herramienta es un algoritmo para encontrar los parámetros geométricos de lentes que conforman un sistema óptico, para así lograr un mejor desempeño en el proceso de formación de imágenes. Se presentan las posibles aplicaciones de las herramientas computacionales generadas en áreas como la óptica, optometría, o enseñanza de las ciencias.