Об обратной задаче синтеза оптических элементов для лазерного излучения

Задачи формирования лазерного излучения актуальны для широкого круга приложений: телекоммуникаций, лазерной обработки материалов, голографии и т.п. В настоящей статье рассматривается задача формирования прямоугольных пучков лазерного излучения с равномерным распределением интенсивности. В таких задачах возможности традиционных оптических элементов ограниченны. Для решения задачи предлагается использовать плоские оптические элементы. Таким образом, задача сводится к вычислению фазовой функции плоского оптического элемента, формирующего заданное изображение. С точки зрения практической реализации элементы с гладкими фазовыми функциями обладают существенными преимуществами. Дана постановка задачи формирования лазерного излучения из области в область в приближении геометрической оптики. Поставленная задача является нелинейной и может быть сведена к нелинейному уравнению Монжа-Ампера. Показано, что решение задачи существует и неединственно. Предложен эффективный численный алгоритм.