تتبع الموجة: تعميم تكامل المسار إلى البصريات الموجية

الملخص: يعد نمذجة الطبيعة الموجية للضوء وانتشار وانحراف الحقول الكهرومغناطيسية أمراً حيوياً لمحاكاة دقيقة للعديد من الظواهر، مع ذلك فإن المحاكاة الموجية أكثر تعقيداً حسابياً بشكل كبير مقارنة بالنماذج الكلاسيكية المعتمدة على الأشعة. في هذا العمل، نبدأ بتحليل تكامل المسار الكلاسيكي لنقل الضوء ونبحث بدقة في الظواهر البصرية الموجية التي يمكن إعادة إنتاجها من خلاله. ثم نقدم تعميمًا ثنائي الخطوط لتكامل المسار لنقل الضوء البصري الموجي الذي ينمذج تداخل الموجات بين المسارات. يشمل هذا التشكيل العديد من الطرق الموجودة التي تعتمد على إطلاق وتثبيت الأشعة أو انحرافات UTD، ويعطي نظرة على تحديات هذه الطرق وصعوبة اختيار مسارات جيدة في إطار ثنائي الخطوط. بناءً على هذا الأساس، نطور تكامل مسار ضعيف-الموقع يعتمد على النقل من منطقة إلى أخرى باستخدام الأقماع البيضاوية التي تسمح باختيار مسارات فردية مع نمذجة دقيقة لتأثيرات الموجات. كما هو الحال مع الشكل الكلاسيكي لتكامل مسار معادلة نقل الضوء، يجعل هذا التكامل من الممكن اشتقاق مجموعة من خوارزميات النقل العملية. نقدم نظاماً كاملاً لتتبع الموجات باستخدام الأقماع البيضاوية، مع تطبيقات في نقل الضوء للتصيير والمحاكاة الفعالة لانتشار وانحراف الإشعاع طويل الطول الموجي في بيئات معقدة.