Es una técnica óptica para realizar observaciones de un espécimen transparente en un cono de rayos convergentes de luz.
Las diversas direcciones de propagación de luz son observables simultáneamente.
Esto quiere decir que es una transformación de una distribución direccional de rayos de luz en el plano focal frontal en una distribución lateral (imagen de direcciones) que aparece en el plano focal posterior (que es más o menos curvado).
En definitiva, este método es realizado a través de un conoscopio, el cual es un aparato para llevar a cabo observaciones y mediciones conoscópicas, a menudo realizadas mediante un microscopio con un lente de Bertrand para la observación de la imagen.
Características de un conoscopio
Un haz de luz convergente (o divergente) es una superposición lineal de muchas ondas planas sobre un cono de ángulos sólidos.
Los haces paralelos elementales entrantes convergen en el plano focal posterior de la lente, siendo la distancia de su punto focal desde el eje óptico una función (monótona) de la inclinación del ángulo de haz.
Esta transformación se puede deducir fácilmente a partir de dos reglas simples para la lente positiva delgada:
- Los rayos a través del centro de la lente permanecen sin cambios.
- Los rayos a través del punto focal frontal se transforman en rayos paralelos.
El objeto de medición generalmente se ubica en el plano focal frontal de la lente. Para seleccionar un área específica de interés en el objeto como por ejemplo, un punto de medición, o campo de medición, se puede colocar una abertura en la parte superior. En esta configuración, solo los rayos del punto de medición (apertura) golpean la lente.
La imagen de la apertura se proyecta hasta el infinito mientras que la imagen de la distribución direccional de la luz que pasa a través de la abertura. Es por ello que se genera en el plano focal posterior de la lente.
Cuando no se considera apropiado colocar una abertura en el plano focal frontal de la lente, es decir, en el objeto, la selección del punto de medición o campo de medición, también se puede lograr utilizando una segunda lente.
Una imagen del objeto ubicado en el plano focal frontal de la primera lente, se genera en el plano focal posterior de la segunda lente.
Por ejemplo, una ampliación, M, de esta formación de imágenes viene dada por la relación de las distancias focales de las lentes L1 y L2, M = f2 / f1.
Una tercera lente transforma los rayos que pasan a través de la abertura, ubicados en el plano de la imagen del objeto, en una segunda imagen de direcciones que puede analizarse mediante un sensor de imagen y puede generarse a través de una cámara electrónica.
La secuencia funcional es la siguiente:
- La primera lente forma la imagen de las direcciones, es decir, transformación de direcciones en ubicaciones.
- La segunda lente junto con la primera proyecta una imagen del objeto.
- La apertura permite la selección del área de interés o punto de medición en el objeto.
- La tercera lente, junto con la segunda, representa la imagen de las indicaciones en un sensor óptico bidimensional, como lo es la cámara electrónica.
Esta sencilla disposición es la base de todos los dispositivos conoscópicos. Sin embargo, no es sencillo diseñar y fabricar sistemas de lentes que combinen las siguientes características:
- Ángulo máximo de incidencia de luz lo más alto posible, por ejemplo, 80 °.
- Diámetro del punto de medición hasta varios milímetros.
- Rendimiento acromático para todos los ángulos de inclinación.
- Efecto mínimo de la polarización de la luz incidente.
El diseño y la fabricación de este tipo de sistema de lente complejo requieren asistencia mediante el modelado numérico y un sofisticado proceso de fabricación.
Los modernos dispositivos conoscópicos avanzados se utilizan para la medición y evaluación rápidas de las propiedades electroópticas de las pantallas LCD, esto quiere decir, la variación de la luminancia, el contraste y la cromaticidad con la dirección de visualización.
Orígenes
La primera vez que se uso la técnica de la conoscopía, como la observación en luz convergente con un microscopio de polarización con un lente Bertrand para la evaluación de las propiedades ópticas de las fases cristalinas líquidas para la orientación de los ejes ópticos fue en 1911 por el investigador Mauging para analizar la alineación de las fases nemática y quiral-nemática.
