En óptica geométrica , la aproximación paraxial es una aproximación de ángulo pequeño utilizada en óptica gaussiana y trazado de rayos de luz a través de un sistema óptico (como una lente ). [1] [2]
Un rayo paraxial es un rayo que forma un ángulo pequeño ( θ ) con el eje óptico del sistema y se encuentra cerca del eje en todo el sistema. [1] Generalmente, esto permite tres aproximaciones importantes (para θ en radianes ) para el cálculo de la trayectoria del rayo, a saber: [1]
La aproximación paraxial se utiliza en óptica gaussiana y trazado de rayos de primer orden . [1] El análisis de matriz de transferencia de rayos es un método que utiliza la aproximación.
En algunos casos, la aproximación de segundo orden también se denomina "paraxial". Las aproximaciones anteriores para el seno y la tangente no cambian para la aproximación paraxial de "segundo orden" (el segundo término en su desarrollo en serie de Taylor es cero), mientras que para el coseno la aproximación de segundo orden es
La aproximación de segundo orden es precisa dentro del 0,5% para ángulos inferiores a aproximadamente 10°, pero su inexactitud aumenta significativamente para ángulos mayores. [3]
Para ángulos mayores, a menudo es necesario distinguir entre los rayos meridionales , que se encuentran en un plano que contiene el eje óptico , y los rayos sagitales , que no lo contienen.
El uso de aproximaciones de ángulos pequeños reemplaza las funciones trigonométricas adimensionales con ángulos en radianes. Al realizar análisis dimensionales en ecuaciones ópticas, es importante recordar que los radianes son adimensionales y, por lo tanto, se pueden ignorar.
