[发明专利]曲面基底多层衍射光学元件的制作方法及装置

摘要

本发明公开一种曲面基底多层衍射光学元件的制作方法及装置，针对田然等人在2015年提出的基于优化算法在曲面基底上制作具有任意分布、多层的衍射光学元件时出现的问题，提出了基于双向误差扩散法的曲面光强调制的新想法，并应用到曲面衍射光学元件的制作中。进行了模拟仿真，得到了较满意的结果。相对于优化算法的方法，本方法的优势在于免去了优化算法需要反复迭代计算的麻烦。

主权项

1.一种曲面基底多层衍射光学元件的制作方法，其特征在于，包括：S1、针对要设计的衍射光学元件的结构图案进行曲面建模，得到三维曲面图案；S2、针对一个灰度图案和一个二值图案分别进行数值模拟，得到输入面的复振幅分布，其中，所述灰度图案和二值图案与三维曲面图案具有相同的平面结构和像素数；S3、将所述输入面的复振幅分布转化成纯位相分布；S4、根据所述纯位相分布和再现图光强分布制作所述结构图案的衍射光学元件；所述S2，包括：利用惠更斯‑菲涅耳逆向衍射，求得输入面的复振幅分布H(Ξ)，即其中，HuF^‑1{…}表示逆向惠更斯‑菲涅耳衍射，P₁(X₁)、P₂(X₂)分别表示P1、P2面上的复振幅分布，P1和P2分别表示不同位置的目标面，所述灰度图案和二值图案分别位于P1和P2面上，λ为激光的波长，Γ′₁和Γ′₂分别表示P1和P2面的面积，r′₁为P1面到输入面H的有向距离，r′₂为P2面到输入面H的有向距离，dσ′₁、dσ′₂分别表征P1和P2面上微元的方向导数，一个网格为一个微元；所述S3，包括：对所述复振幅分布H(Ξ)进行双向误差扩散计算，得到所述纯位相分布，具体计算方法为奇数行从左到右扩散：偶数行从右到左扩散：其中，H(u_j,v_j)为复振幅分布，u_j和v_j分别表示输入面H上第个j微元的横坐标和纵坐标，ω₁～ω₄为扩散因子，E(u_j,v_j)为复振幅分布转化为纯相位分布的误差。