Вышедшие номера
Использование компьютерной алгебры для решения задачи трассировки лучей
Паульс В.1, Чертовских А.А.1
1Институт физики микроструктур РАН, д. Афонино, Кстовский р-н, Нижегородская обл., Россия
Email: walter.pauls@gmail.com
Поступила в редакцию: 28 мая 2025 г.
В окончательной редакции: 28 мая 2025 г.
Принята к печати: 28 мая 2025 г.
Выставление онлайн: 11 сентября 2025 г.

Для рентгенооптических схем с зеркалами описываемыми поверхностями второго порядка трассировка лучей может быть проведена явным образом. Рассмотрена схема Шварцшильда двух типов - схемa с неконцентрическими сферическими зеркалами и схема, в которой первое зеркало является эллипсоидом вращения. Полученные точные решения проанализированы с помощью систем символьной алгебры, что позволило в некоторых случаях вычислить аберрации высоких порядков, например, все аберрации пятого порядка. Для схемы Шварцшильда со сферическими зеркалами показано, что приближенные решения хорошо сходятся к точным. Для схемы с одним эллиптическим зеркалом вычислены аберрации третьего порядка и рассмотрены условия апланатичности. Ключевые слова: рентгеновская оптика, схема Шварцшильда, эллиптическое зеркало, трассировка, аберрации, символьная алгебра.
  1. В.Н. Полковников, Н.Н. Салащенко, М.В. Свечников, Н.И. Чхало. УФН, 190, 92 (2020). DOI: 10.3367/UFNr.2019.05.038623
  2. В.Н. Полковников, Н.И. Чхало. Тез. докл. XXIX симпозиума "Нанофизика и наноэлектроника" (Н. Новгород, Россия, 2025), с. 533
  3. P. Graeupner, P. Kuerz. Proc. SPIE, 12051, 1205102 (2022). DOI: 10.1117/12.2614778
  4. D.L. Shealy, D.R. Gabardi, R.B. Hoover, A.B. Walker Jr., J.F. Lindblom, T.W. Barbee Jr. J. Xray Sci. Technol., 1, 190 (1989). DOI: 10.3233/XST-1989-1207
  5. А.А. Малютин. Квантовая электроника, 24 (1), 93 (1997). DOI: 10.1070/QE1997v027n01ABEH000801 [A.A. Malyutin, Quantum Electron., 27 (1), 90 (1997). DOI: 10.1070/QE1997v027n01ABEH000801]
  6. I.A. Artioukov, K.M. Krymski. Opt. Eng., 39 (8), 2163 (2000). DOI: 10.1117/1.1303727
  7. A. Budano, F. Flora, L. Mezi. Appl. Opt., 45 (18), 4254 (2006). DOI: 10.1364/AO.45.004254
  8. R.K. Luneburg. Mathematical Theory of Optics (University of California Press, Berkeley and Los Angeles, 1966)
  9. Wolfram Research, Inc., Mathematica, 14.1, 2024
  10. F. Liu, Y. Li. Opt. Rev., 20 (2), 120 (2013). DOI: 10.1007/s10043-013-0017-2
  11. F. Liu, Y. Li. Appl. Opt., 52(29), 7137 (2013). DOI: 10.1364/AO.52.007137
  12. А. Джеррард, Дж.М. Берч. Введение в матричную оптику (Мир, М., 1978). [Пер. с англ.: A. Gerrard, J.M. Burch. Introduction to Matrix Methods in Optics (A Wiley-Interscience Publication, London NY Sydney Toronto, 1975)]
  13. K.L. Brown, R. Belbeoch, P. Bounin. Rev. Sci. Instrum., 35, 481 (1964). DOI: 10.1063/1.1718851
  14. I. Takeshita. Z. Naturforschg., 21 (1-2), 9 (1966). DOI: 10.1515/zna-1966-1-204
  15. A. Frabetti, D. Manchon. IRMA Lect. In Math. And Theor. Phys., (K. Ebrahimi-Fard et F. Fauvet eds), v. 21, p. 91-148. Europ. Math. Soc. (2015)