一種深度調制金屬結構衍射光學元件及其設計方法技術

本發(fā)明專利技術實施例公開了一種深度調制金屬結構衍射光學元件的設計方法，該方法包括：根據入射波長λ，選擇制作所述深度調制金屬結構衍射光學元件的基底材料和金屬材料；在所述金屬材料上選擇取樣點，并根據入射波長確定所述取樣點處要嵌入的金屬方孔的深度，所述金屬方孔的深度在1.5λ～2λ內自由選取；根據所述取樣點的位置坐標及其所對應的金屬方孔的深度，利用深度調制金屬結構衍射光學元件表面任意點處的相位表達式以及所述取樣點處的相位延遲、所述金屬方孔深度與所述金屬方孔邊長之間的關系，計算金屬方孔的邊長。利用本發(fā)明專利技術所提供的設計方法，可以增強所述深度調制金屬結構衍射光學元件的透射率，使其相對于傳統衍射光學元件具有更高的衍射效率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及衍射光學元件設計制造
，尤其涉及。
技術介紹
衍射光學元件是利用光的衍射現象對光波的波前進行調制，從而實現特定功能的光學元件的總稱。這些衍射光學元件通常包括:各種光柵、波帶片和光子篩等。它們在微電子光刻技術、波前整形、光通信、聚焦成像以及微細加工等領域獲得了廣泛的應用。例如，上述衍射光學元件中的波帶片是具有自聚焦能力的衍射光學元件，目前的加工工藝可以使其分辨率達到十幾納米，因此，它可以應用到微電子光刻領域。但是，這些傳統的衍射光學元件的衍射效率較低，大大影響了它們的使用范圍。
技術實現思路
為了解決傳統衍射光學元件的衍射效率較低的問題，本專利技術實施例提供了一種深度調制金屬結構衍射光學元件的設計方法，利用該方法制作的深度調制金屬結構衍射光學元件相對于傳統衍射光學元件具有更高的衍射效率。為解決上述問題，本專利技術實施例提供了如下技術方案:一種深度調制金屬結構衍射光學元件的設計方法，該方法包括:根據入射波長λ，選擇制作所述深度調制金屬結構衍射光學元件的基底材料和金屬材料； 在所述金屬材料上選擇取樣點，并根據入射波長確定所述取樣點處要嵌入的金屬方孔的深度，所述金屬方孔的深度在1.5λ 2λ內自由選取；根據所述取樣點的位置坐標及其所對應的金屬方孔的深度，利用深度調制金屬結構衍射光學元件表面任意點處的相位表達式以及所述取樣點處的相位延遲、所述金屬方孔的深度與所述金屬方孔的邊長之間的關系，計算所述金屬方孔的邊長。優(yōu)選的，所述深度調制金屬結構衍射光學元件表面任意點(X，y)處的相位表達式為:

【技術保護點】
一種深度調制金屬結構衍射光學元件的設計方法，其特征在于，該方法包括：根據入射波長λ，選擇制作所述深度調制金屬結構衍射光學元件的基底材料和金屬材料；在所述金屬材料上選擇取樣點，并根據入射波長確定所述取樣點處要嵌入的金屬方孔的深度，所述金屬方孔的深度在1.5λ～2λ內自由選取；根據所述取樣點的位置坐標及其所對應的金屬方孔的深度，利用深度調制金屬結構衍射光學元件表面任意點處的相位表達式以及所述取樣點處的相位延遲、所述金屬方孔的深度與所述金屬方孔的邊長之間的關系，計算所述金屬方孔的邊長。

【技術特征摘要】
1.一種深度調制金屬結構衍射光學元件的設計方法，其特征在于，該方法包括: 根據入射波長λ，選擇制作所述深度調制金屬結構衍射光學元件的基底材料和金屬材料； 在所述金屬材料上選擇取樣點，并根據入射波長確定所述取樣點處要嵌入的金屬方孔的深度，所述金屬方孔的深度在1.5 λ 2 λ內自由選取； 根據所述取樣點的位置坐標及其所對應的金屬方孔的深度，利用深度調制金屬結構衍射光學元件表面任意點處的相位表達式以及所述取樣點處的相位延遲、所述金屬方孔的深度與所述金屬方孔的邊長之間的關系，計算所述金屬方孔的邊長。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述深度調制金屬結構衍射光學元件表面任意點U，y)處的相位表達式為:3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述取樣點處的相位延遲、所述金屬方孔的深度與所述金屬方孔的邊長之間的關系為:4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述取樣點間要保持一定的間距，以確保所選取樣點足夠多且相鄰取樣點所對應的金屬方孔彼此不發(fā)生重...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：謝常青，辛將，朱效立，劉明，
申請(專利權)人：中國科學院微電子研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：