一种光子筛像差分析方法技术

本发明专利技术提供了一种光子筛像差分析方法，从光子筛光瞳面相位和点扩散函数的数学关系出发，建立光子筛衍射模型，计算光子筛的点扩散函数；根据光子筛的点扩散函数逆推出光子筛光瞳面的相位，即光瞳面相位就是光子筛的等效波像差。与现有技术相比，本发明专利技术打破了惯性的思路，从光子筛光瞳面相位和点扩散函数的数学关系出发，从光子筛的点扩散函数逆推出光子筛光瞳面的相位。波像差是光学系统的重要评估指标，由其可以轻易推导出单项像差比如球差、慧差、象散、场曲和畸变。并且建立光子筛波像差模型也有助于光子筛和其他光学系统比如折射透镜的混合设计。

【技术实现步骤摘要】
一种光子筛像差分析方法
本专利技术涉及一种光子筛像差分析方法，涉及衍射光学元件设计
，具体为一种二次光栅型光子筛。
技术介绍
传统的透镜都是由玻璃加工而成，光线在透镜中以折射或者反射的方式通过，产生汇聚或发散的效果，这种透镜统称为折射透镜。不同于传统的折射透镜，衍射光学元件通过衍射的方式对光线进行汇聚和发散，称之为衍射透镜。光子筛是一种新型的衍射光学元件，由德国Kipp教授在传统波带片的基础上提出。它通过分布在波带片亮环上的大量随机分布的小孔代替波带片的亮环，光线通过小孔产生衍射效应，不同的小孔产生衍射相干叠加，进而在中心处产生高质量的聚焦光斑。相对于波带片，由于小孔直径比环带宽度大，可以在相同的加工尺寸情况下获得大口径，产生更小的聚焦光斑。同时光子筛可以在紫外光和X射线下聚焦和成像。此外光子筛可以在非常薄的基底上加工实现，这有利于制作成大口径，也有利于光学系统的轻量化。2003年，麻省理工学院报道了基于高数值孔径的光子筛的无掩模光子筛阵列光刻系统(ZPAL)。中国科学院光电技术研究所开展了大数值孔径光子筛聚焦光刻方法研究。国内外在光子筛聚焦以及成像领域开展了研究工作。任何非理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光子筛像差分析方法，从光子筛光瞳面相位和点扩散函数的数学关系出发，建立光子筛衍射模型，计算光子筛的点扩散函数；根据光子筛的点扩散函数逆推出光子筛光瞳面的相位，即光瞳面相位就是光子筛的等效波像差。

【技术特征摘要】
1.一种光子筛像差分析方法，从光子筛光瞳面相位和点扩散函数的数学关系出发，建立光子筛衍射模型，计算光子筛的点扩散函数；根据光子筛的点扩散函数逆推出光子筛光瞳面的相位，即光瞳面相位就是光子筛的等效波像差。2.根据权利要求1所述的光子筛像差分析方法，所述方法还包括，将光瞳面相位用Zernike多项式拟合，求出分项像差和总像差。3.根据权利要求2所述的光子筛像差分析方法，建立光子筛衍射模型，计算光子筛的点扩散函数的具体方法包括，在光子筛中心建立坐标系xyz，光轴方向为z轴方向，像平面坐标为(X，Y，Z)，入射点光源距离光子筛距离为p，入射包场为λ；光子筛单个小孔(xn，yn)在像空间点P(X，Y，Z)上的衍射广场为Un，小孔大小为rn，则有，X′＝X-xn；Y′＝Y-yn；x′＝x-xn；y′＝y-yn；进行极坐标代换x′＝r′cosθ,y′＝r′sinθ,X″＝ρcosφ,Y″＝ρsinφ；计算单个点光源在光子筛像平面的点扩散函数其中，Jinc(x)＝J1(x)/x，J1为1阶贝塞尔函数，整个光子筛在像平面光场分布为U(X，Y)，则有其中，m为光子筛上所有小孔的数目；n为大于等于1小于等于m的自然数；r′和ρ是极坐标的模；θ和φ是极坐标的角度；4.根据权利要求3所述的光子筛像差分析方法，根据光子筛的点扩散函数逆推出光子筛光瞳面的相位的方法包括，建立光子筛等效衍射模型，其中，光子筛设计焦距为f，口径为D＝2r，:得到初始的光子筛等效光瞳函数P0：将P0代入到下式其中F为傅里叶变换；得到焦平面的复振幅分布ASF，提取...

【专利技术属性】
技术研发人员：成雪清，周鹏云，陈雅丽，唐霞梅，方艾黎，梁军，潘科，谭依玲，
申请(专利权)人：西南化工研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51