Information system for multi-vector raytracing in ellipsoidal reflectors

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorPoluektov, S.О.
dc.contributor.authorBezugla, N.V.
dc.contributor.authorKurowska-Wilczyńska, K.
dc.contributor.authorBezuglyi, M.О.
dc.date.accessioned2023-07-21T11:43:34Z
dc.date.available2023-07-21T11:43:34Z
dc.date.issued2023
dc.description.abstractDue to two focuses, ellipsoidal reflectors are unique reflective optical elements that allow conjugate imaging in two focal planes within their inner cavity. Such reflectors are used in various devices, such as lens telescopes, to achieve high resolution. They have found applications in microscope optical systems to increase the depth of field. They are used in scientific instruments, such as laser systems, to ensure the laser beam's high accuracy and stability. Despite their advantages, the non-spherical shape of ellipsoidal reflectors also introduces drawbacks in the form of errors arising from raytracing on the side surface. It complicates aberration analysis and necessitates specialized software for multi-vector ray tracing. Considering the deviations in the coordinates of the intersections between rays and the second focal plane allows for optimizing the reflector design to achieve maximum efficiency. Therefore, this work aims to enhance the efficiency of the aberration analysis of ellipsoidal reflectors by developing principles and informational tools for multi-vector ray tracing. The article presents the results of developing an information system for multi-vector analysis in ellipsoidal reflectors. The developed multi-vector algorithm enables selecting tracing modes, tuning launch parameters, and setting the step size for launching rays. The specialized software features for singleand multi-vector raytracing in an ellipsoidal reflector are presented. The side surface of the ellipsoid is the object under study. The software provides the capability to realize different methods of multi-vector ray tracing, such as radius-based, diameter-based, and partial radius-based, for different types of tasks, thereby expanding the possibilities for visualizing the simulation results. Based on the multi-vector aberration analysis of the side surface of the ellipsoidal reflector, the center coordinates and root mean square deviations were obtained for different reflection acts when changing the zenith angle of tracing. The influence of zenith angles on coordinate variations was assessed, which can be realized in selecting parameters for ellipsoidal reflectors and designing the optical system of photometers for various purposes. It can also aid in developing additional means to compensate for aberrations or modify the reflector's side surface shape.uk
dc.description.abstractotherЕліпсоїдальні 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.uk
dc.format.pagerangePp. 19-28uk
dc.identifier.citationInformation system for multi-vector raytracing in ellipsoidal reflectors / Poluektov S.О., Bezugla N.V., Kurowska-Wilczyńska K., Bezuglyi M.О. // Вісник КПІ. Серія Приладобудування : збірник наукових праць. – 2023. – Вип. 65(1). – С. 19-28. – Бібліогр.: 25 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/1970.65(1).2023.283215
dc.identifier.issn0321-2211 (p)
dc.identifier.issn2663-3450 (e)
dc.identifier.orcid0000-0002-4321-2068uk
dc.identifier.orcid0000-0003-1122-2541uk
dc.identifier.orcid0000-0003-0624-0585uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/58448
dc.language.isoenuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectellipsoidal reflectoruk
dc.subjectraytracinguk
dc.subjectmulti-vectoruk
dc.subjectaberration analysisuk
dc.subjectCentroiduk
dc.subjectRMSuk
dc.subjectеліпсоїдальний рефлекторuk
dc.subjectтрасування променівuk
dc.subjectбагатовекторністьuk
dc.subjectабераційний аналізuk
dc.subject.udc535.2:616-71uk
dc.titleInformation system for multi-vector raytracing in ellipsoidal reflectorsuk
dc.title.alternativeІнформаційна система багатовекторного трасування променів в еліпсоїдальних рефлекторахuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
283215-652772-1-10-20230628.pdf
Розмір:
732.19 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.1 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник КПІ. Серія Приладобудування: збірник наукових праць, Вип. 65(1)