[发明专利]一种基于双折射材料的光场调制结构设计方法

权利要求书

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n_e和n_o；

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。

2.根据权利要求1所述的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：在步骤(4)中，每个像素点的大小由实际可以加工的最小特征尺寸决定。

3.根据权利要求1所述的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：在步骤(7)和步骤(11)中，所选择的高度调制量Δh(m,n)的大小需在实际可加工的工艺范围内来选择。

4.根据权利要求1所述的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：在步骤(9)中，所谓的等效相位调制量差是指将相位差进行2π折叠之后的值。