一種基于干涉法的衍射光學(xué)元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及及一種任意結(jié)構(gòu)的衍射光學(xué)元件，尤其涉及一種基于干涉法的衍射光 學(xué)元件，屬于光學(xué)元件領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 衍射光學(xué)元件被廣泛應(yīng)用到許多光學(xué)領(lǐng)域，例如波前整形，全息投影，光學(xué)加密 等。設(shè)計光學(xué)元件其實是振幅和位相的復(fù)原。傳統(tǒng)的光學(xué)元件設(shè)計是基于優(yōu)化的迭代 算法，例如R.W.GerchbergandW. 0?Saxton,"Apracticalalgorithmforthe determinationofphasefromimageanddiffractionplanepictures,，'J.R.Fienup, "ReconstructionofanobjectfromthemodulusofitsFouriertransform,，'中提至Ij 的GS算法，G.Yang,B.Dong,B.Gu,JZhuang，and0?K.Ersoy，"Gerchberg-Saton andYang-Gualgorithmforphaseretrievalinanonunitarytransformsystem:a comparison"，中提到的楊-顧算法和S.Kirkpatrick,C.D.Gelatt,andM.P.Vecchi， "Optimizationbysimulatedannealing,"中的模擬退火算法等。這些算法在輸出平面 上只是近似的得到了振幅而忽略了相位。然而，在許多的光學(xué)系統(tǒng)中，能夠精確的同時調(diào) 制振幅和相位的衍射光學(xué)元件是非常必要的。任意結(jié)構(gòu)衍射光學(xué)元件通常是通過多層掩 模板，灰階掩模板，電子束刻蝕等方法實現(xiàn)的，比如Z.Cui. "Micro-Nanofabrication technologiesandapplications"。這些技術(shù)非常的耗時而且昂貴。利用全息干涉的方法 制作衍射光學(xué)元件是非常有效且成本低廉的方法，尤其是在制造大面積衍射光學(xué)元件時。 然而，傳統(tǒng)的全息干涉方法只能制作簡單的光柵結(jié)構(gòu)或者簡單的平面鏡，比如M.Farhoud, J.Ferrera,A.J.Lochtefeld,et.al."Fabricationof200nmperiodnanomagnet arraysusinginterferencelithographyandanegativeresist，'，T.A.Savas, SatyenN.Shah,M.L.Schattenburg,et.aI^Achromaticinterferometriclithography for10〇-nm-periodgratingsandgrids"，H.H.Solak,Y.Ekinci,andP.Kaser ^Photon-beamlithographyreaches12. 5nmhalf-pitchresolution"，A.Fernandez, H.T.Nguyen,J.A.Britten,et.al."Useofinterferencelithographytopattern arraysofsubmicronresiststructuresforfieldemissionflatpaneldisplays,，' ^PECampbell,D.N.Sharp,M.T.Harrison,et.al.''Fabricationofphotoniccrystals forthevisiblespectrumbyholographiclithography〃等等。
[0003] 但是上述這些方法都存在一定的缺陷，上述方法一般都不能同時調(diào)制波前位相和 振幅的方法，在進行實驗時往往不能同時完成兩項任務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種基于干涉法的衍射光 學(xué)元件。
[0005] 為了達到上述目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案： 相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的基于干涉法的衍射光學(xué)元件，其特包括兩個輸入面、一 輸出面和一分束鏡，入射光經(jīng)過分束鏡，輸出衍射，得到相位分布。
[0006] 所述的基于干涉法的衍射光學(xué)元件中，所述衍射光學(xué)元件根據(jù)衍射、相位和光強 制作。
[0007] 所述的基于干涉法的衍射光學(xué)元件中，輸入面（Pl)和輸入面（P2)為兩個相位板， 所述輸出面（P3)為一平面鏡，兩個位相板相互垂直放置，在兩個位相板垂線相交處設(shè)置分 束鏡；兩個位相板的相位分別為_和％。
[0008] 所述的基于干涉法的衍射光學(xué)元件中，平面波照射輸入面（Pl)和（P2)，調(diào)制成波
【主權(quán)項】
1. 一種基于干涉法的衍射光學(xué)元件，其特征在于，包括兩個輸入面、一輸出面和一分束 鏡，入射光經(jīng)過分束鏡，輸出衍射，得到相位分布。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于干涉法的衍射光學(xué)元件，其特征在于，所述衍射光學(xué)元 件根據(jù)衍射、相位和光強制作。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于干涉法的衍射光學(xué)元件，其特征在于，輸入面（Pl)和輸 入面（P2)為兩個相位板，所述輸出面（P3)為一平面鏡，兩個位相板相互垂直放置，在兩個 位相板垂線相交處設(shè)置分束鏡；兩個位相板的相位分別為@和·。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于干涉法的衍射光學(xué)元件，其特征在于，平面波照射輸
入面（Pl)和（P2)，調(diào)制成波前為和約的光波，設(shè)Atll=Atl2=I,通過分 束鏡，兩束光在輸出面（P3)處表示為
指平行近似下的菲涅爾衍射或者夫瑯禾費衍射，得 到相位分布為
其中：
，ang(…）是指求幅角求幅角，根據(jù)解析得到的@ 和％得到
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于干涉法的衍射光學(xué)元件，其特征在于，結(jié)構(gòu)為Pix，>〇
的衍射光學(xué)兀件，設(shè)J； j = J； j，其中，C為常數(shù)，令 來制作該結(jié)構(gòu)的衍射光學(xué)元件。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于干涉法的衍射光學(xué)元件，包括兩輸入面、一輸出面和一分束鏡，入射光經(jīng)過分束鏡，輸出衍射，得到相位分布，根據(jù)衍射、相位和光強制作衍射光學(xué)元件。本發(fā)明提供的基于干涉法的衍射光學(xué)元件，當(dāng)平行光入射時，通過位相板的調(diào)制，可以實現(xiàn)艾里光束的再現(xiàn)，并且可以實現(xiàn)同時調(diào)制波前位相和振幅。
【IPC分類】G02B5-30
【公開號】CN104678476
【申請?zhí)枴緾N201510029675
【發(fā)明人】伍雁東
【申請人】佛山市智海星空科技有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年1月21日