Resumen

El proceso de conformación del haz de luz puede considerarse definitivo si tanto la irradiancia como las distribuciones espaciales del frente de onda están bajo control y ambas pueden conformarse arbitrariamente. Para mantener estas dos magnitudes determinadas simultáneamente, es necesario aplicar al menos dos superficies refractivas o reflectantes potenciadas. En este artículo se discute brevemente un método de diseño totalmente geométrico de conformadores de haz de doble forma libre. El algoritmo presentado se basa en dos etapas. En primer lugar, se calcula un mapeado de rayos de entrada-salida integrable mediante la aplicación del novedoso método GATMA (Geometric Approach to Monge-Ampere equation). Éste permite determinar la forma de la primera superficie de forma libre. A continuación, según la condición de longitud de camino óptico constante entre el plano de entrada y el de salida, corregida por las fases de frente de onda en dichos planos, se determina la segunda superficie. El algoritmo GATMA combina las ventajas de la ecuación de Monge-Ampere (MA) y de un aparato eficaz de trazado de rayos. En comparación con los métodos de diseño de forma libre más avanzados, GATMA no necesita resolver la ecuación MA directamente, sino que utiliza esta ecuación como función de error. Este enfoque hace que el algoritmo de cálculo sea más sencillo, robusto y convergente. Se presenta como caso de estudio la aplicación del método propuesto en un difícil ejemplo de diseño de un conformador de haz, que transforma un haz colimado uniforme en un haz con sección transversal triangular y frente de onda plano.

• Materias:Rayo láser Onda electromagnética Óptica Biofotónica
• Subjects:Lasers Electromagnetic waves Optics Biophotonics
• Palabras claves:métodos de diseño artístico de forma libre, longitud de camino óptico constante, primera superficie de forma libre, conformadores de haz de forma libre, método de diseño geométrico, proceso de conformación de la luz, mapeado de rayos de salida, sección transversal triangular, haz colimado uniforme, distribuciones espaciales de frente de onda
• Keywords:art freeform design methods, constant optical path length, first freeform surface, freeform beam shapers, geometric design method, light shaping process, output ray mapping, triangular cross section, uniform collimated beam, wavefront spatial distributions