Estudio comparativo de métodos numéricos para resolver la integral de Fresnel en lentes dióptricas aperiódicas
Autores: Garmendía-Martínez, Adrián; Muñoz-Pérez, Francisco M.; Furlan, Walter D.; Giménez, Fernando; Castro-Palacio, Juan C.; Monsoriu, Juan A.; Ferrando, Vicente
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Estudio comparativo de métodos numéricos para resolver la integral de Fresnel en lentes dióptricas aperiódicas
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Propiedades de enfoque
Métodos numéricos
Placas de zona
Aproximación de Fresnel
Transformada Rápida de Fourier
Tiempo de cálculo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
En este trabajo, presentamos un análisis comparativo de diferentes métodos numéricos para obtener las propiedades de enfoque de las placas de zona basadas en secuencias de Fibonacci y Cantor. La aproximación de Fresnel se resolvió numéricamente para obtener la irradiancia axial proporcionada por estas lentes difractivas. Se aplicaron dos métodos diferentes. El primero se basa en la integración numérica, específicamente el método de integración de Simpson y la cuadratura gaussiana bidimensional. El segundo consistió en la implementación de la Transformada Rápida de Fourier en una y dos dimensiones. Se analizan y comparan la irradiancia axial de las lentes, el error relativo con respecto a la solución analítica y el tiempo de cálculo requerido por cada método. De este análisis se concluyó que el método de Gauss presenta el mejor equilibrio entre precisión y tiempo de computación. Este análisis podría ser útil para decidir el método numérico más conveniente a utilizar para el estudio de estructuras difractivas más complejas.
Descripción
En este trabajo, presentamos un análisis comparativo de diferentes métodos numéricos para obtener las propiedades de enfoque de las placas de zona basadas en secuencias de Fibonacci y Cantor. La aproximación de Fresnel se resolvió numéricamente para obtener la irradiancia axial proporcionada por estas lentes difractivas. Se aplicaron dos métodos diferentes. El primero se basa en la integración numérica, específicamente el método de integración de Simpson y la cuadratura gaussiana bidimensional. El segundo consistió en la implementación de la Transformada Rápida de Fourier en una y dos dimensiones. Se analizan y comparan la irradiancia axial de las lentes, el error relativo con respecto a la solución analítica y el tiempo de cálculo requerido por cada método. De este análisis se concluyó que el método de Gauss presenta el mejor equilibrio entre precisión y tiempo de computación. Este análisis podría ser útil para decidir el método numérico más conveniente a utilizar para el estudio de estructuras difractivas más complejas.