ІНФОРМАЦІЙНА СИСТЕМА БАГАТОВЕКТОРНОГО ТРАСУВАННЯ ПРОМЕНІВ В ЕЛІПСОЇДАЛЬНИХ РЕФЛЕКТОРАХ

Анотація

Еліпсоїдальні рефлектори завдяки наявності двох фокусів є унікальними дзеркальними оптичними елементами, що дозволяють спряжено формувати зображення в двох фокальних площинах в межах внутрішньої порожнини. Такі рефлектори використовуються в багатьох пристроях, наприклад в лінзових телескопах для забезпечення високої роздільної здатності. Вони знайшли своє застосування в оптичних системах мікроскопів для збільшення зони різкості, використовуються в оптичних приладах для наукових досліджень, наприклад, в лазерних системах для забезпечення високої точності та стабільності лазерного променю.

Несферична форма еліпсоїдальних рефлекторів, окрім своїх переваг, має й недоліки: виникнення похибок в результаті трасування променів бічною поверхнею, що ускладнює абераційний аналіз та потребує спеціалізованих програмних забезпечень для проведення багатовекторного трасування. Врахування відхилень координат точок перетину променями з другою фокальною площиною дозволить оптимізувати конструкцію рефлектора для досягнення найбільшої ефективності. Тому метою даної роботи є підвищення ефективності абераційного аналізу еліпсоїдальних рефлекторів внаслідок розробки принципів та інформаційних засобів багатовекторного трасування променів.

У роботі представлені результати розробки інформаційної системи для проведення багатовекторного аналізу в еліпсоїдальних рефлекторах. Розроблений алгоритм багатовекторного трасування дозволив здійснити вибір режимів трасування, налаштування параметрів запуску та встановлення кроку точок запуску променів. Представлено особливості спеціалізованого програмного забезпечення при одно- та багатовекторному трасуванні променів в еліпсоїдальному рефлекторі. Цільовим об’єктом дослідження є бічна поверхня еліпсоїда. У програмному забезпеченні реалізовано можливість використання різних способів багатовекторного трасування променів: за радіусом, за діаметром та за частиною радіусу для різних типів задач, що розширює можливості для візуалізації результатів моделювання.

На підставі багатовекторного абераційного аналізу функціонування бічної поверхні еліпсоїдального рефлектора отримано значення відхилень координат центру та середньоквадратичного відхилення координат для різних актів відбиття при зміні зенітного кута трасування. Оцінено вплив зенітних кутів на відхилення координат, що може бути використано при виборі параметрів еліпсоїдальних рефлекторів та конструкції оптичної системи фотометрів різного призначення, а також проєктуванні додаткових засобів для компенсації аберацій або зміни форми бічної поверхні рефлектора.