Referencia

Acerca de Fotonario

Quién lo hace, en qué estado está de verdad — y las erratas que se van cazando.

Fotonario es el sitio de óptica y fotónica de la familia -ario, y el más grande de los once del programa Fisicario: cubrir la Licenciatura en Física en español y gratis, sitio a sitio. Éste cubre Óptica I, Óptica II y Óptica Electromagnética del plan 2003 de la UCM, y sigue bastante más allá, hasta la fotónica integrada y la plasmónica.

Autoría

Escrito y mantenido por José Ramón Martínez Saavedra, físico (UCM). Hermano de Particulario (partículas) y Mecanario (mecánica clásica). Contacto a través de jrmsaavedra.com.

Todo el texto es redacción propia; no reproduce texto ni figuras de ninguna fuente. Las visualizaciones están escritas desde cero en Svelte sobre <canvas>, sin librerías de gráficas.

Fuentes

Hay que separar dos cosas que en un «Acerca» suelen ir revueltas, porque en este sitio no son lo mismo.

Lo que el texto cita de verdad

Fotonario se escribió antes de que el programa adoptara la convención de declarar textos guía, y cita fuentes en tres sitios, los tres en Óptica numérica:

Y una aclaración que evita un error de atribución fácil: el «Goodman» de la LDR es J. Goodman, coautor de Draine en el artículo de 1993, no J. W. Goodman el de Introduction to Fourier Optics. Y el «Love» del artículo 07 es el principio de equivalencia de Love, un resultado de 1901, no el libro de Snyder y Love.

Lo que sigue es una propuesta, no un historial. Estas son las referencias canónicas del área de cada curso — los libros contra los que se calibraría el nivel si Fotonario declarara textos guía como hacen los demás sitios del programa. No se afirma que el sitio se escribiera con ellos: se ofrecen para que el autor confirme, corrija o tache. Hasta que eso pase, esta lista es orientación para el lector que quiera seguir, no una atribución.

CursoReferencia canónica del área
01 · Óptica de FourierJ. W. Goodman, Introduction to Fourier Optics, 4.ª ed., W. H. Freeman, 2017
02 · Óptica numéricaA. Taflove y S. Hagness, Computational Electrodynamics: The FDTD Method, 3.ª ed., Artech House, 2005 · Hesthaven y Warburton (arriba) para DGTD
03 · PlasmónicaS. A. Maier, Plasmonics: Fundamentals and Applications, Springer, 2007
04 · Guías de ondaA. W. Snyder y J. D. Love, Optical Waveguide Theory, Chapman & Hall, 1983 · G. P. Agrawal, Fiber-Optic Communication Systems
05 · LáseresA. E. Siegman, Lasers, University Science Books, 1986
06 · Óptica no linealR. W. Boyd, Nonlinear Optics, 4.ª ed., Academic Press, 2020 · G. P. Agrawal, Nonlinear Fiber Optics, para solitones
07 · Fotónica integradaL. Chrostowski y M. Hochberg, Silicon Photonics Design, Cambridge University Press, 2015
08 · Respuesta EML. Novotny y B. Hecht, Principles of Nano-Optics, 2.ª ed., Cambridge University Press, 2012 · C. F. Bohren y D. R. Huffman para dispersión
09 · NanofotónicaNovotny y Hecht (arriba) · J. D. Joannopoulos et al., Photonic Crystals, 2.ª ed., Princeton, 2008
10 · PolarizaciónD. Goldstein, Polarized Light, 3.ª ed., CRC Press, 2011 · R. M. A. Azzam y N. M. Bashara, Ellipsometry and Polarized Light, North-Holland, 1977
11 · Óptica geométricaW. J. Smith, Modern Optical Engineering, 4.ª ed., McGraw-Hill, 2007 · V. N. Mahajan, Optical Imaging and Aberrations, SPIE Press, para Seidel y Zernike
TransversalE. Hecht, Optics, 5.ª ed. · M. Born y E. Wolf, Principles of Optics, 7.ª ed.

Estado: qué es y qué no

Fotonario no es versión 1.0, pero ya no le faltan los cuatro huecos de temario que se lo impedían. Son 11 cursos, 67 artículos, 192 ejercicios resueltos, 11 hojas con 66 problemas, 85 visualizaciones y un glosario de 591 términos — el mayor volumen del programa, con diferencia. Las hojas de problemas no se cuentan entre los artículos, y los 66 problemas tampoco entre los ejercicios: son piezas distintas y se cuentan aparte. (Los 191 ejercicios que esta página declaró hasta hoy eran un recuento corto: los mismos 67 artículos dan 192 al contarlos del fuente, y ninguno ha ganado un bloque desde entonces.)

Las tres evaluaciones existen desde el 31 de julio de 2026 y están archivadas en el repositorio, con sus notas tal cual salieron: 6,5 (docente), 6,0 (practicante), 6,5 (editora). Media 6,3, la más baja del programa. De sus setenta hallazgos, los quince que eran afirmaciones falsables pasaron por una ronda de refutación independiente, sobrevivieron los quince, y están corregidos: son las erratas de la tabla de abajo. Los estructurales se atacaron en dos tandas. En la primera cayeron los 32 interactivos que en tema claro pintaban blanco sobre blanco, las cajas de prerrequisitos —que eran cero en 55 artículos— y los enlaces entre cursos, que eran uno.

Los tres evaluadores volvieron el mismo día y la media subió a 7,2: 7,5 (docente), 7,0 (practicante), 7,0 (editora). Ninguno subió más, y los tres dieron la misma razón, que conviene citar antes que parafrasear: «el material que más se lee es el que no se ha tocado». Lo nuevo estaba bien y lo viejo seguía igual, con las mismas deudas señaladas en dos informes seguidos — y con un agravante, que el resumen en frío recién escrito de fotonica-integrada/09 había copiado dos de los valores equivocados: contenido nuevo canonizando errores viejos. Esas deudas son las trece erratas nuevas de la tabla de abajo, todas comprobadas en el fuente antes de escribirlas aquí, que es una precaución que esta página se ha ganado a pulso: certificó una vez como corregido algo que no lo estaba.

En la segunda, que es la que cierra esta página, cayeron los cuatro huecos de temario que las tres evaluaciones señalaban a la vez:

Y en la tercera, la de la reevaluación, cayó el quinto hueco: el que la docente puso el primero de su lista. Óptica geométrica y aberraciones es ya el curso 11 — aproximación paraxial y matrices ABCD, lente gruesa y planos principales, diafragmas, pupilas y campo, y las cinco aberraciones de Seidel con Zernike y Strehl. Era literalmente lo que impedía usar el sitio en Óptica I: hasta ahora no había en todo Fotonario una lente gruesa, un diafragma ni una aberración. Llega el último a propósito, porque no necesita nada de lo demás y porque cada concepto que construye tiene ya escrito el artículo ondulatorio que lo corrige.

Lo que sigue separando a Fotonario del 1.0 es el otro lado del invariante: el curso 11 no ha pasado todavía por evaluación crítica, y quien escribe un módulo no lo verifica. Llega con su guion de verificación numérica en scripts/ —que cruza tres caminos independientes: matrices ABCD, trazado exacto de rayos con Snell vectorial y teoría de tercer orden—, y ésa es una red distinta y más estrecha que un lector experto leyendo el texto, no un sustituto. Hasta que las tres evaluaciones se repitan sobre el sitio entero, lo honesto es decir que el temario ya está y que el juicio sobre él no.

Sí ha pasado ya una verificación independiente pieza a pieza: seis revisores que no escribieron nada volvieron a hacer las cuentas de lo nuevo y corrigieron 74 cosas. De esa ronda salieron tres deudas declaradas. La primera —que los cursos 10 y 11 no tenían hoja de problemas— está pagada: las dos hojas existen, con sus seis problemas cada una y su solucionario fuera de lo publicado. Quedan dos, que no se disimulan:

Dos reglas de la casa

La primera: ningún número se publica sin comprobarlo con cálculo, no de memoria. La segunda, aprendida cara: quien escribe un módulo no lo verifica. La tabla de abajo existe porque esa segunda regla se aplicó por fin a un sitio que llevaba tiempo publicado.

De ahí sale la lección que este sitio le ha dado al programa entero: cuatro veces un interactivo y su artículo se contradecían. En tres tenía razón el artículo; en la cuarta —el plasmón de grafeno— la tenía el interactivo, que llevaba meses dibujando el número correcto mientras el texto afirmaba otro seis veces mayor. Una visualización no es un adorno del texto: es una segunda afirmación sobre la misma física, y hay que cuadrarlas.

Erratas

Todas las de esta lista están ya corregidas en el sitio; se publican porque quien estudió por una versión anterior tiene derecho a saber qué le contaron mal. ¿Ves una más? Escribe a través de la web de contacto.

DóndeDecíaDebe decir
polarizacion/04, ejercicio 5(c)La sílice fundida se queda en 42,2°, «y quien quiera un rombo de Fresnel para el ultravioleta —donde la sílice es el material obligado— tiene que renunciar al rombo»La conclusión está invertida. El umbral es n = 1,497 y la sílice lo cruza al subir hacia el UV: Δmax = 45,8° a 248 nm y 49,4° a 193,4 nm. El rombo de sílice es imposible en el visible —donde hay BK7— y posible en el ultravioleta, que es justo donde hacía falta. El 42,2° era además un redondeo: 42,146° → 42,1°
polarizacion/04, cierre del módulo«No hay no reciprocidad ni el aislador óptico que se construye con ella»Dejó de ser cierto el 2026-08-01: el problema 3 de la hoja del curso enfrenta un aislador de Faraday con un rotador recíproco. Lo que sigue faltando es el origen microscópico de la constante de Verdet
guias-de-onda/03 y FiberModes.svelteLP₀₂ corta en V = 5,520 (segundo cero de J₀); LP₃₁ en 7,016El cutoff de LPlm es el m-ésimo cero de Jl−1: LP₀₂ corta en 3,832, degenerado con LP₂₁, y 5,520 es LP₁₂. LP₃₁ está en 5,136; 7,016 es LP₂₂
guias-de-onda/02Los modos de orden superior tienen n_eff menor, «son más rápidos», y por eso el pulso se ensanchaEso es la velocidad de fase, que no transporta energía. La llegada la fija la velocidad de grupo, y el modo alto —el rayo oblicuo, que recorre más camino— llega el último
no-lineal/05 y su ejercicio 3El solitón fundamental de 1 ps está a ~50 mW; el ejercicio da 47 mW y 4,7 W47 W y 4,7 kW de pico: factor 1000. Con 1,1 % de ciclo de trabajo a 10 GHz son 0,54 W de media, que es lo que hacía accesible al solitón
nanofotonica/06 y sus ejercicios 1 y 2λ_pl/λ₀ ≈ 2α·ε̄·ħω/E_F → 1/274, y 12 μm comprimidos en ~40 nmLa fórmula está invertida: λ_pl/λ₀ = 2α·E_F/(ε̄·ħω) → 1/43 y ~280 nm sobre SiO₂. Y el signo importa: más dopaje afloja la confinación, no la aprieta
fotonica-integrada/03, tapers y ejercicio 3Criterio adiabático dw/dz ≪ λ/Δn_eff; el taper mínimo sale de 1 μmEs dimensionalmente imposible —acota una pendiente con una longitud—. El criterio es dw/dz ≪ w·Δn_eff/λ y el taper sale de ~116 μm, el orden que traen los PDK
fotonica-integrada/04, ejercicio 3Δλ = λ·Δn_eff/n_eff → 65 pmEl desplazamiento de resonancia lo fija el índice de grupo: Δλ = λ·Δn_eff/n_g → 37 pm. El valor viejo hace el sensor un 75 % más sensible de lo que es
fotonica-integrada/04, ejercicio 2(b)Con a = 0,998 y |t| = 0,980 el anillo está sub-acopladoEstá sobre-acoplado: |t| < a significa que el bus se lleva más energía por vuelta que la que pierde el anillo
respuesta-em/04 y su resumenRe ε = 1 − ω_p²(ω² − γ²)/[ω²(ω² + γ²)]Re ε = 1 − ω_p²/(ω² + γ²). Sale de racionalizar 1 − ω_p²/[ω(ω + iγ)]
respuesta-em/05, ejercicio 12π²·2,82×10⁻⁶·250 000 = 0,014 nm; la integral da ~1,4×10⁴ eV·nm², unas 100 veces el área geométrica, con Q_ext ~ 5–10Da 13,9 nm, y la integral 2,7×10³ eV·nm² tras convertir con ℏ, unas 17 veces. Ese cociente es Q_ext, así que 17 es cota superior del pico, no un número aparte
respuesta-em/03, ejercicio 2ω_p/v_F ~ 0,1 k_F, luego q ≈ 0,02 k_F y 2π/q ≈ 30 nmCon los datos del oro del propio artículo, ω_p/v_F ≈ 0,82 k_F: q ≈ 0,15 k_F y 2π/q ≈ 3,6 nm. La conclusión aguanta y se refuerza
optica-fourier/04 y 05La máscara del sistema 4f es la OTFEl 4f se ilumina con láser: la máscara actúa sobre la amplitud, así que es la CTF, con corte en NA/λ. La OTF es incoherente, es la autocorrelación de la pupila y llega a 2NA/λ — de ahí el factor 2 de Abbe
optica-fourier/02I(u) ∝ sinc²(πau/(λf)) sin lente definida; y «entre máximos principales aparecen N − 2 mínimos»I ∝ sinc²(πa·x_P/(λz)), que es lo que da el propio artículo; y son N − 2 máximos secundarios (los mínimos son N − 1)
optica-fourier/07, ejercicio 1550×10⁻⁹ × 1,5×10¹¹ = 82,5×10⁻³ m²; y la visibilidad cae por debajo de 0,88 en el primer cero8,25×10⁴ m², un fallo de 10⁹ en el exponente; y en el primer cero de J₁ la visibilidad se anula, no vale 0,88
optica-numerica/03, ejercicio 2~10 nm de desplazamiento entre n = 1,33 y 1,40 son «~70 nm/RIU»Son ~140 nm/RIU. Los dos tramos del ejercicio dan 120 y 140: la respuesta sólo es lineal en tramos cortos, y para un biosensor se usa la pendiente local
CoupledWaveguides.svelteη_max = κ²/(κ² + Δβ²) — el widget rotulaba 20 % donde su ejercicio deriva 50 %La teoría de modos acoplados empareja κ con medio desajuste: η_max = κ²/(κ² + (Δβ/2)²)
RingResonator.svelteDeslizador de pérdidas en α (μm⁻¹) de 0 a 0,1, con 0,02 por defecto0,02 μm⁻¹ son 869 dB/cm, unas 400 veces la pérdida de una guía SOI real. Ahora es dB/cm de 0,1 a 10, con 3 por defecto, y el widget da Q_i = 2,46×10⁵ contra los 2,47×10⁵ del artículo
ModeProfile.svelteTE₀, TE₁, TE₂ y TE₃ del explorador de modosEran cuatro copias del mismo campo: el barrido tomaba el primer cambio de signo de una ecuación π-periódica y devolvía la misma raíz para todo orden. Resuelto por bisección dentro del intervalo de cada modo
FiberModes.svelteu obtenido por interpolación sin cota, que empujaba LP₀₁ más allá de 2,405u está confinado a [j_(l−1,m), j_(l,m)): vale el cutoff cuando w = 0 y tiende al m-ésimo cero de J_l. Fuera de ahí el campo dibujado no es un modo guiado
Los 32 interactivos con tema claroRejillas, ejes, rótulos y ticks en blanco fijo sobre un fondo que en tema claro es casi blancoEran invisibles para todo lector con el sistema en claro. Ahora leen los colores del tema, como ya hacía SinusoidComparison
Segunda tanda — las deudas que las reevaluaciones señalaron dos veces
fotonica-integrada/03, ejercicio 1 y resumen del 09γ = 5,8 μm⁻¹ dado como dato, y R_c = n_eff/(2γ(n_eff − n_clad)) = 0,218 μmγ = k₀√(n_eff² − n_clad²) = 7,75 μm⁻¹; los 5,8 son n_clad·k₀, el número de onda del revestimiento. Y el n_eff del numerador es n_clad: R_c = 0,098 μm, 0,18 μm con la integral WKB. Además la tabla de pérdidas no es una sola exponencial —ningún R_c pasa por sus tres puntos—: son radiación e^(−R/R_c) más transición ~0,25/R², que se cruzan en R = 1,29 μm
fotonica-integrada/05, resumen del 09 y AddDropFilter.svelteEl through se anula si a·t₁ = t₂, con numerador (a²t₁² + t₂²)Es t₁ = a·t₂, con numerador t₁² + a²t₂². La condición estaba del revés, y el sentido de la desigualdad decide qué gap se dibuja: como a < 1, sale κ₁ > κ₂ — el acoplador de entrada es el más fuerte, porque tiene que cubrir el drop y la disipación. Invertida deja 8,1 dB de extinción donde debía haber un cero
fotonica-integrada/06 y resumen del 09L_π = 2β₀W_e²/π ≈ 4n_eff W_e²/(3λ), y el divisor 1×2 en z = 3L_π/4Las dos formas diferían en un factor 3 (260 μm frente a 86,7 con W_e = 6 μm). Es L_π = 2β₀W_e²/(3π) = 4n_eff W_e²/(3λ), porque β₀ − β_ν ∝ ν(ν+2), que en ν = 1 vale 3 y no 1. Y 3L_π/4 es la autoimagen 1×1: con entrada centrada el 1×2 está en 3L_π/8
fotonica-integrada/02, ejercicio 1, resumen del 09 y WaveguideModeSOI.svelteEl método del índice efectivo resuelto en TE en los dos pasos: 2,85 y luego ≈ 2,4La polarización no es la misma en los dos pasos. En la ecuación κ·tan(κd/2) = W·γ, W = 1 si E es tangencial a las caras (TE) y W = (n_núcleo/n_clad)² si es normal (TM). Para el cuasi-TE: paso vertical en TE → 2,852; paso lateral en TM (W = 3,87) → 2,497. Resolver TE dos veces da 2,634, un 6 % de más. Y los 316 nm de corte del segundo modo son del método, no de la guía: el vectorial y los PDK lo ponen en 500–550 nm
fotonica-integrada/07, ejercicio 1 y resumen del 09Δn_eff ≈ 2×10⁻⁴ a 2 V → L = 3,9 mm y V_π·L ≈ 7,8 V·mm; el ejercicio daba V_π = 2,07 V y 6,2 V·mmEl Δn del material no es el del modo: una unión de depleción a 10¹⁸ cm⁻³ vacía 37 nm de una guía de 500, o sea el 3,8 % del modo. Δn_eff ≈ 1×10⁻⁴ por 2 V, L_π = 7,75 mm y V_π·L = 15,5 V·mm — el extremo bajo de los 15–30 V·mm que dan los PDK de foundry. En el ejercicio, V_π = 5,17 V
fotonica-integrada/01 y resumen del 09«Coste por chip en producción: ~1–10 €, compartiendo oblea con otros diseños en una MPW»Son los dos extremos opuestos metidos en una frase. En volumen, 1–10 € por dado (oblea de 200 mm → ~1070 dados útiles de 5 × 5 mm). En MPW, 10²–10³ € por dado: se comparte el juego de máscaras con veinte o cuarenta proyectos, pero vuelven decenas de dados y no miles. La MPW es la vía más barata por proyecto y la más cara por dado
plasmónica, los cuatro artículos, los cuatro interactivos y soluciones/plasmonica.mdEl oro de Drude del curso llevaba ħω_p = 8,26 eV con ε∞ = 10Ese 8,26 no estaba ajustado a la permitividad: sale de despejar hacia atrás desde los 520 nm de LSPR medida, (hc/520)·√12 = 8,259 eV. Acierta un número por el camino equivocado y a cambio yerra un 23 % en Re(ε) de 600 a 1937 nm, que es justo donde Drude sí vale. El ajuste contra los 49 puntos de Johnson-Christy 1972 da ħω_p = 9,01 eV, ε∞ = 9,84, ħγ = 0,07 eV: 2,4 % de error, +0,1 % frente al recuento de electrones de conducción y m* = 1,00 m_e. El precio, que ahora el curso enseña en vez de tapar, es que la esfera de oro en aire cae en 474 nm y no en los ~520 medidos: esa diferencia es la interbanda
plasmonica/01 y resumen del 04«Re(ε) cruza cero en el UV (~140 nm para el oro con este modelo)»Cruza en ω_p/√ε∞ = 2,87 eV = 432 nm, el violeta. Los ~137 nm son λ_p del gas de electrones desnudo (ε∞ = 1, contando los electrones de conducción del oro), y con el ω_p ajustado salen 138: el mismo número por dos caminos. Se confundía λ_p con el cruce apantallado: factor √ε∞
plasmonica/02 y 03, ejercicio 2, resumen del 04 y NearFieldMap.svelteEnhancement ~150× en |E|² en la LSPR del oro; 13× a r = 1,5a y 2,3× a r = 2a; 133× para la molécula adsorbidaEl «150» no salía del modelo: el widget leía el polo del lienzo a r = 1,056a y el propio Drude del artículo da 368. El oro medido (Johnson-Christy 1972, ε = −4,65 + 2,14i) da 20 en aire y 41 en agua, que es donde queda anclado el artículo — el modelo infla el pico ×18. Y (a/r)⁶ es sólo el término dipolar: el exacto |1 + 2·CM·(a/r)³|² da 6,2 y 2,5, no 3,6 y 0,64. Un enhancement de 0,64 en el polo es imposible
plasmonica/02 y resumen del 04«La plata da enhancement 2–3× mayor que el oro»Con la fórmula del propio sitio y cada metal en su resonancia en aire, la plata da 3,4×10⁴ contra los 368 del oro: ×92 en intensidad, ×10 en campo. El 2–3 era la razón en campo de un modelo que ni siquiera es éste
plasmonica/02, ejercicio 3 y resumen del 04De n = 1,0 a 1,5 la LSPR se corre ~40 nm al rojo, pero el enhancement máximo apenas cambiaSe corre 48 nm (474 → 521 nm) y el pico casi se triplica, de 368 a 1032: |ε| en resonancia pasa de 2,0 a 4,5 y le gana a la subida de Im ε (0,32 → 0,42). El medio no sólo desplaza, también amplifica
plasmonica/05 y soluciones/plasmonica.md 5(d)El acoplamiento crítico «reaparece más tarde, en el curso 08, cuando un anillo resonador se acople a su guía»El curso 08 es Respuesta EM y no tiene ningún anillo. Es el curso 07, artículo 04, y ahora además está enlazado
laseres/05 y resumen del 06«Todo chip con features < 100 nm se graba con un excímero ArF»Fue cierto, y dejó de serlo en 2019. A fecha de 2026 el ArF de inmersión sigue siendo el 84 % de las máscaras de un N5, pero las capas críticas son EUV a 13,5 nm (NA 0,33 → 13 nm de semipaso) y desde 2025–26 High-NA (0,55 → 8 nm). Y la fuente de EUV no es un láser de EUV: es un CO₂ de 12,5 kW medios disparando sobre gotas de estaño al 5 % de conversión
laseres/05, resumen del 06 y LaserZoo.svelteFibra de Yb: «10–100 kW con M² < 1,3». El widget rotulaba «1070 nm · W–100 kW» y ponía su punto en 10⁵ mW = 100 WMezclaba el techo monomodo con la potencia sumada de decenas de láseres. Una sola fibra monomodo llega a ~10 kW (probado en 2009, sin moverse en 2026); lo corriente en taller es 1–6 kW. Los 100 kW de 2013 son 90 canales de ~1,1 kW combinados. Y el «monomodo» de catálogo de 15/20/30 kW trae BPP 0,9/1,2/1,8 mm·mrad, o sea M² = 2,6/3,5/5,3

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