Информационные технологии дизайна оптических элементов неизображающей оптики и их создание на основе аддитивной технологии двухфотонной фотополимеризации

Проект направлен на разработку новых информационных технологий дизайна оптических элементов неизображающей оптики (англ. nonimaging optics) с поверхностями свободной формы. На основе создаваемых информационных технологий (методов решения обратных задач расчета оптических элементов и их программных реализаций) в проекте впервые будут созданы оптические элементы различного назначения на основе высокоточной аддитивной технологии двухфотонной фемтосекундной фотополимеризации, которая является одной из перспективных технологий современной цифровой экономики.Оптические элементы неизображающей оптики обеспечивают формирование светового пучка с заданным распределением освещенности или одновременно с заданными распределением освещенности и волновым фронтом. Задачи такого типа возникают при расчете элементов лазерных информационных систем, систем литографии, систем освещения и подсветки, концентраторов солнечной энергии, систем структурного освещения и т.п. Обратные задачи расчета указанных оптических элементов решаются в приближении геометрической оптики и являются крайне сложными. В настоящее время не существует общего и эффективного подхода к их решению. Заявленные в проекте информационные технологии будут основаны на новом подходе, состоящем в вариационной формулировке задачи расчета оптического элемента и её сведении к решению линейной задачи о назначениях. Согласно предварительным исследованиям коллектива проекта, такой подход позволит на несколько порядков снизить вычислительную сложность решаемых задач и расширить функциональные возможности существующих методов расчета. Заявленное в проекте новое применение технологии двухфотонной фемтосекундной фотополимеризации послужит основой для новых технологий серийного производства элементов неизображающей оптики. Результаты проекта находятся на стыке оптики, математики, лазерных аддитивных и информационных технологий и направлены на переход к передовым интеллектуальным технологиям конструирования широкого класса оптических устройств на основе элементов неизображающей оптики и к новым способам их конструирования на основе аддитивной технологии двухфотонной фотополимеризации.