Das Konzept der Propagationsoperatoren in der Optikmodellierung

Physikalisch optische Methoden gewinnen in der Optikmodellierung immer mehr an Bedeutung. Die Beschreibung von Licht durch Strahlenbündel wird immer häufiger durch die Anwendung von harmonischen Feldmodellen ersetzt. In der physikalischen Optik werden harmonische Felder im Allgemeinen durch dreidimensionale komplexe Amplituden beschrieben. In der Optikrechnung hat es sich allerdings gezeigt, dass die Darstellung der dritten Dimension durch Propagationsoperatoren eine besonders kraftvolle Technik darstellt. Wir zeigen, dass ganz grundsätzlich solche Propagationsoperatoren durch 2*2 Matrizen von Operatoren dargestellt werden können. Die Jones Matrizen können als ganz einfacher Spezialfall identifiziert werden. Außerdem kann der Begriff skalare Optik sehr sauber definiert und insbesondere praxisgerechte Kriterien formuliert werden, für welche die Anwendung der skalaren Optik erlaubt ist. Das Operatorenmodell erlaubt außerdem die Formulierung einer Strategie, mit der man systematisch die physikalische und numerische Modellierungsgenauigkeit für konkrete optische Systeme evaluieren und festlegen kann.