Difracción de Fraunhofer y lentes

La lente en esta configuración realiza una transformada óptica de Fourier. En la pantalla en el plano focal posterior, observa la (distribución de intensidad de) la transformada de Fourier del campo de luz en el plano focal frontal, que es básicamente la rendija aquí. La frecuencia "cero" (y por lo tanto el centro del patrón en este caso) está dada por la intersección del eje óptico de la lente y la pantalla, que por cierto debe ser perpendicular a este eje.

Mover la lente hacia arriba y hacia abajo hasta cierto punto es lo mismo que mover la rendija hacia arriba y hacia abajo. Así, el patrón en la pantalla será la transformada de Fourier de la rendija desplazada. Dado que un cambio transversal en el espacio "real" agrega un gradiente de fase lineal simple a la transformada de Fourier y solo se observa su intensidad en la pantalla, el patrón observado no cambia.

En resumen: si mueves la rendija, el patrón sigue siendo el mismo. Si cambia la lente, el patrón sin cambios sigue este cambio.

El trabajo de la lente es acumular el haz paralelo en su foco, cuando la lente está en el centro, como en la imagen, el haz más paralelo llega a la lente y la lente enfoca la mayor parte del haz en el centro, pero si mueves la lente hacia arriba o hacia abajo, la lente no puede acumular intensidad o haz paralelo como antes, y vemos la esquina del patrón de difracción, por lo que debido a que el haz más paralelo existe cerca de la coordenada de y = 0 en la imagen, el patrón de difracción siempre tiene el la intensidad más alta en el centro, y no está relacionada con mover la lente hacia arriba o hacia abajo. Y mover la lente hacia arriba o hacia abajo hace que solo veamos mejor la esquina de la difracción.