Расчёт преломляющих оптических элементов для формирования коллимированных пучков произвольной формы

Abstract

Рассмотрен метод расчёта преломляющих оптических элементов для формирования коллимированных световых пучков произвольный формы. В рамках метода задача расчёта лучевого отображения сформулирована как линейная задача о назначениях, которая является дискретным вариантом задачи о перемещении масс. Предложен метод восстановления поверхностей оптического элемента по рассчитанному дискретному отображению. Рассчитаны преломляющие оптические элементы, преобразующие пучок круглого сечения в пучки различной формы с плоским волновым фронтом. Приведенные результаты моделирования показывают высокие рабочие характеристики рассчитанных оптических элементов. We propose a method for designing refractive optical elements for collimated beam shaping in the geometrical optics approximation. In this method, the problem of finding a ray mapping is formulated as a linear assignment problem, which is a discrete version of the corresponding mass transportation problem. A method for reconstructing optical surfaces from a computed discrete ray mapping is proposed. The design of refractive optical elements transforming beams with circular cross-section to variously shaped beams with plane wavefront is discussed. The presented numerical simulation results confirm high efficiency of the designed optical elements.