О восстановлении формы оптической поверхности по заданному отображению
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 3 т.40, 2016 года.
Бесплатный доступ
Разработан новый метод восстановления отражающей (преломляющей) поверхности по заданному отображению, определяемому соотношениями между направлениями падающих и отраженных (преломленных) лучей. Метод основан на представлении поверхности в виде огибающей семейства параболоидов (случай отражающей поверхности) или эллипсоидов (случай преломляющей поверхности). Выбранное представление сводит задачу расчёта оптической поверхности к восстановлению функции по полному дифференциалу вне зависимости от используемой системы координат. Предложенный метод проиллюстрирован на примерах расчёта зеркал для формирования постоянного распределения интенсивности в квадратной области в дальней зоне. Результаты расчёта показывают, что предложенный метод позволяет получить распределение хорошего качества даже при невыполнении условия интегрируемости.
Похожие статьи в разделе Электротехника
Короткий адрес: https://sciup.org/14059470
IDS: 14059470 | DOI: 10.18287/2412-6179-2016-40-3-338-345
On optical surface reconstruction from a prescribed source-target mapping
A new optical surface reconstruction technique in the source-target mapping method is proposed. The technique is based on the representation of the surface as an envelope of a parametric family of paraboloids (ellipsoids). Using such a representation, the calculation of the optical surface is reduced to solving a complete differential equation without regard for the coordinate system. By way of illustration, mirrors that generate uniform intensity distributions in a square region are designed. Simulation of the design examples shows high performance of the proposed technique: it allows us to obtain good-quality intensity distributions even with violation of the integrability condition.
Список литературы О восстановлении формы оптической поверхности по заданному отображению
- Wu, R. Freeform illumination design: a nonlinear boundary problem for the elliptic Monge-Ampére equation/R. Wu, L. Xu, P. Liu, Y. Zhang, Z. Zheng, H. Li, X. Liu//Optics Letters. -2013. -Vol. 38(2). -P. 229-231. -DOI: 10.1364/OL.38.000229.
- Wu, R. Influence of the characteristics of a light source and target on the Monge-Ampére equation method in freeform optics design/R. Wu, P. Benítez, Y. Zhang, J.C. Miñano//Optics Letters. -2014. -Vol. 39(3). -P. 634-637. -DOI: 10.1364/OL.39.000634.
- Elmer, W. Optical design of reflectors. Part 2/W. Elmer, F. Cooke//Applied Optics. -1978. -Vol. 17(7). -P. 977-979. - DOI: 10.1364/AO.17.000977
- Moiseev, M. Design of TIR optics generating the prescribed irradiance distribution in the circle region/M. Moiseev, L. Doskolovich//Journal of the Optical Society of America A. -2012. -Vol. 29(9). -P. 1758-1763. - DOI: 10.1364/JOSAA.29.001758
- Doskolovich, L.L. Designing reflectors to generate a line-shaped directivity diagram/L.L. Doskolovich, N.L. Kazanskiy, S.I. Kharitonov, P. Perlo, S. Bernard//Journal of Modern Optics. -2005. -Vol. 52(11). -P. 1529-1536. - DOI: 10.1080/09500340500058082
- Doskolovich, L.L. Designing a mirror to form a line-shaped directivity diagram/L.L. Doskolovich, N.L. Kazanskiy, S. Bernard//Journal of Modern Optics. -2007. -Vol. 54(4). -P. 589-597. - DOI: 10.1080/0950034060102186
- Doskolovich, L.L. Analytical design of refractive optical elements generating one-parameter intensity distributions/L.L. Doskolovich, A.Yu. Dmitriev, M.A. Moiseev, N.L. Kazanskiy//Journal of the Optical Society of America A. -2014. -Vol. 31(11). -P. 2538-2544. - DOI: 10.1364/JOSAA.31.002538
- Doskolovich, L.L. Analytical design of freeform optical elements generating an arbitrary-shape curve/L.L. Doskolovich, A.Y. Dmitriev, E.A. Bezus, M.A. Moiseev//Applied Optics. -2013. -Vol. 52(12). -P. 2521-2526. - DOI: 10.1364/AO.52.002521
- Oliker, V.I. Mathematical aspects of design of beam shaping surfaces in geometrical optics/V.I. Oliker. -In Book: Trends in Nonlinear Analysis. -ed. by V.I. Oliker, M. Kirkilionis, S. Krömker, R. Rannacher, F. Tomi. -Berlin, Heidelberg: Springer, 2003. -P. 193-224. - DOI: 10.1007/978-3-662-05281-5_4
- Michaelis, D. Cartesian oval representation of freeform optics in illumination systems/D. Michaelis, P. Schreiber, A. Bäuer//Optics Letters. -2011. -Vol. 36(6). -P. 918-920. - DOI: 10.1364/OL.36.000918
- Doskolovich, L.L. Design of mirrors for generating prescribed continuous illuminance distributions on the basis of the supporting quadric method/L.L. Doskolovich, K.V. Borisova, M.A. Moiseev, N.L. Kazanskiy//Applied Optics. -2016. -Vol. 55(4). -P. 687-695. -DOI: 10.1364/AO.55.000687.
- Fournier, F. Fast freeform reflector generation using source-target maps/F. Fournier, W. Cassarly, J. Rolland//Optics Express. -2010. -Vol. 18(5). -P.5295-5304. - DOI: 10.1364/OE.18.005295
- Mao, X. Polar-grids based source-target mapping construction method for designing freeform illumination system for a lighting target with arbitrary shape/X. Mao, H. Li, Y. Han, Y. Luo//Optics Express. -2015. -Vol. 23(4). -P. 4313-4328. - DOI: 10.1364/OE.23.004313
- Hongtao, L. A fast feedback method to design easy-molding freeform optical system with uniform illuminance and high light control efficiency/L. Hongtao, C. Shichao, H. Yanjun, L. Yi//Optics Express. -2013. -Vol. 21(1). -P. 1258-1269. - DOI: 10.1364/OE.21.001258
- Luo, Y. Design of compact and smooth free-form optical system with uniform illuminance for LED source/Y. Luo, Z. Feng, Y. Han, H. Li//Optics Express. -2010. -Vol. 18(9). -P. 9055-9063. - DOI: 10.1364/OE.18.009055
- Ding, Y. Freeform LED lens for uniform illumination/Y. Ding, X. Liu, Z. Zheng, P. Gu//Optics Express. -2008. -Vol. 16(17). -P. 12958-12966. - DOI: 10.1364/OE.16.012958
- Wang, L. Discontinuous free-form lens design for prescribed irradiance/L. Wang, K. Qian, Y. Luo//Applied Optics. -2007. -Vol. 46(18). -P. 3716-3723. -DOI: 10.1364/AO.46.003716.
- Fournier, F.R. Freeform reflector design using integrable maps/F.R. Fournier, W.J. Cassarly, J.P. Rolland//Proceedings of SPIE: International Optical Design Conference. -2010. -Vol. 7652. -765221 (10 p). - DOI: 10.1117/12.871014
- Программное обеспечение для оптического проектирования TracePro -URL: http://www.lambdares.com (дата обращения 14.04.2016).
