Exakte Intensitäts- bzw. Energiefluss-Berechnung eines skalaren Lichtfelds

Die korrekte Berechnung des Energiefluss spielt eine wichtige Rolle bei der Betrachtung der Energieerhaltung in der numerisch-optischen Simulation, sowie in der Bestimmung der absorbierten Lichtmenge bei allen Belichtungsvorgängen, wie z.B. in Photoresist oder in Detektoren. Für vektorielle elektromagnetische Felder lässt sich der Energiefluss aus dem Poynting-Vektor berechnen und die Intensität wird als zeitlich gemittelter Betrag des Poynting-Vektor ermittelt. Da für ein skalares Lichtfeld nur eine skalare Verteilung u zur Verfügung steht, ist eine direkte Energiefluss-bestimmung aus u nicht möglich. Daher wird das Betragsquadrat von u häufig als Maß für die lokale optische Leistung pro Fläche verwendet. Für die ebene Welle ist dies korrekt, jedoch nicht für eine beliebige skalare Lichtverteilung. Im Vortrag wird eine Definition für den Energiefluss skalarer Felder angegeben, die auf E. Wolf zurückgeht. Hiermit wird gezeigt, dass der Energieerhaltungssatz erfüllt ist und es werden Beispiele für die numerische Bestimmung der absorbierten Lichtleitung vorgestellt. Ferner vergleichen wir die absorbierte Lichtleistung nach dieser Methode mit der üblichen Methode der Verwendung des Betragsquatrats.