Целью данной работы является исследование общего подхода к решению задач компьютерной оптики, анализ возможных методов для создания и работы с дифракционными оптическими элементами (ДОЭ). Основной целью создания таких оптических элементов является управление явлением дифракции монохроматического света на микрорельефе, изменение фазы электромагнитной волны. В работе описаны два типа задач: прямая задача теории дифракции, когда по заданным характеристикам структуры элемента (фазовой функции) необходимо численно рассчитать параметры возможного светового поля, и обратная задача, когда структура элемента не известна, необходимо по полученному световому полю воссоздать оптический элемент. Описаны основные этапы создания элементов, а именно итерационное решение обратной задачи, формирование дифракционного микрорельефа элемента и исследование точности подбора характеристик путём решения прямой задачи, анализа полученного светового поля. Полученный расчёт характеристик структуры либо считают приемлемым, либо запускают ещё одну итерацию расчётов. Методы создания и исследования элементов требуют фундаментального изучения теории дифракции. В работе осуществляется поиск оптимальных методов и приборов, предназначенных для формирования и исследования дифракционных оптических элементов, описывается теоретический план будущего исследования.
The purpose of this work is to investigate the general approach to solving the problems of computer optics, analyzing possible methods for creating and working with diffractive optical elements ( DOE). The main purpose of creating such optical elements is to control the phenomenon of diffraction of monochromatic light on a microrelief, changing the phase of electromagnetic wave. This paper describes two types of problems: the forward problem of diffraction theory, when given the characteristics of the element structure (phase function) should be numerically calculate the parameters of the possible light field, and the inverse problem, when the element structure is not known, you need to get the light field to recreate an optical element. The main stages of element creation are described, namely the iterative solution of the inverse problem, formation of the diffraction microrelief of the element and investigation of the accuracy of the characteristics selection by solving the forward problem, the analysis of the obtained light field. The resulting structure characteristic calculation is either considered acceptable or another iteration of calculations is run. The methods of creating and researching diffractive optical elements require a fundamental study of diffraction theory. The paper searches for optimal methods and devices for the formation and research of diffractive optical elements and describes the theoretical plan for future research.