[发明专利]一种基于双折射材料的光场调制结构设计方法

摘要

本发明公开了一种基于双折射材料的光场调制结构设计方法。该方法主要采用双折射材料来开展结构的设计，利用双折射材料对于o光和e光折射率不同的特点，可以同时对入射光获得两个相位调制量。双折射材料上面结构的高度是采用迭代计算的方法获得的，对每个像素点设置初始高度，然后计算其分别对应的o光和e光的相位调制量，并且与目标相位调制量相比较取绝对差值，以均方根植作为衡量标准，当均方根值最小值确定该点的高度值。对每个像素点逐点计算，获得所有像素点的高度值。利用该方法实现目标光场偏振态和振幅的调控，不需要复杂的光路，并且用一片结构就可以实现对入射光的不同相位调制，同时衍射效率高。

主权项

1.一种基于双折射材料的光场调制结构设计方法，其特征在于：该方法的设计过程包含以下几个步骤：步骤(1)获得目标光场分布；步骤(2)将目标光场分布进行分别为两个相位分布Φ1和Φ2；步骤(3)选择一种双折射材料，其对o光和e光的折射率分别为ne和no；步骤(4)将整个设计区域分为(N,N)个像素；步骤(5)选择第(m,n)个像素点，其中1≤m≤N，1≤n≤N，获得两个相位分布中该像素点的相位值Φ1(m,n)和Φ2(m,n)；步骤(6)根据该点的相位值Φ1(m,n)计算获得该点的初始高度值h1(m,n)；步骤(7)在h1(m,n)上施加一个高度调制量Δh(m,n)，获得此时的高度为h1'(m,n)；步骤(8)利用h1'(m,n)，计算其分别对应的o光和e光的相位调制量，获得两个相位调制量为Φ1'(m,n)和Φ2'(m,n)；步骤(9)将Φ1'(m,n)和Φ2'(m,n)分别与目标相位调制量Φ1(m,n)和Φ2(m,n)相比较取绝对差值，获得等效相位调制量差ΔΦ1'(m,n)和ΔΦ2'(m,n)；步骤(10)计算ΔΦ1'(m,n)和ΔΦ2'(m,n)的均方根值RMS(m,n)；步骤(11)改变高度调制量Δh(m,n)，重复步骤(7)‑(10)，直到获得最小的RMS(m,n)；步骤(12)选择此时的h1'(m,n)为该像素处的高度值；步骤(13)选择下一个像素点，重复(5)‑(12)步骤，获得所有像素点(N,N)处对应的高度值；步骤(14)设计完成。