超越傍轴近似的准直光束整形双自由曲面设计中的射线映射方法
光学
2017-04-25 v1
摘要
众多应用需要同时重新分布激光束的辐照度和相位。光束形状由此由相应应用决定。同时控制辐照度和相位的一种优雅方式是通过双自由曲面。本工作考虑利用射线映射方法为具有任意辐照度的准直光束整形进行连续双自由曲面的数值设计。这些方法包括计算源与目标辐照度之间的适当射线映射，以及随后构建自由曲面。通过结合折射定律、恒定光程和表面连续性条件，推导出了射线映射的偏微分方程（PDE）。研究表明，在小角度近似下，该 PDE 可由基于二次代价函数的最优质量传输导出的映射满足。为克服对傍轴区域限制，我们将此映射作为初始迭代，通过优化同时求解雅可比方程和射线映射 PDE。所提方法能够高效计算针对复杂目标辐照度的紧凑双自由曲面。通过将该方法应用于单透镜和双透镜系统的设计，证明了这一点。
引用
@article{arxiv.1701.03076,
title = {Ray mapping approach in double freeform surface design for collimated beam shaping beyond the paraxial approximation},
author = {Christoph Bösel and Norman G. Worku and Herbert Gross},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.03076},
year = {2017}
}