一种菲涅尔波带片的设计方法、制作方法和设计装置与流程

技术特征：
1.一种菲涅尔波带片的设计方法，其特征在于，所述方法包括：步骤11，根据设定结构参数，对菲涅尔波带片进行结构建模，获得菲涅尔波带片模型；步骤12，通过时域有限差分法，计算所述菲涅尔波带片模型在空间内的第一光强分布；步骤13，根据所述第一光强分布，确定焦点中心位置；步骤14，根据焦点范围内的电场强度和入射场强，获得所述菲涅尔波带片模型的衍射效率；其中，所述焦点范围是距离所述焦点中心位置设定长度的空间；步骤15，判断所述菲涅尔波带片模型的衍射效率是否满足设计要求；步骤16，若否，则根据所述菲涅尔波带片模型的衍射效率，更新所述设定结构参数，并重复步骤11至步骤15；步骤17，若是，则将所述设定结构参数作为优化后的设定结构参数。2.根据权利要求1所述的菲涅尔波带片的设计方法，其特征在于，所述根据设定结构参数，对菲涅尔波带片进行结构建模，获得菲涅尔波带片模型，包括：根据所述设定结构参数，建立所述菲涅尔波带片的几何结构；将设定波长的光源设置到所述菲涅尔波带片的几何结构周围的设定位置处。3.根据权利要求2所述的菲涅尔波带片的设计方法，其特征在于，所述通过时域有限差分法，计算所述菲涅尔波带片模型在空间内的第一光强分布，包括：设定所述菲涅尔波带片的几何结构的边界条件尺寸和边界条件；根据所述菲涅尔波带片的几何结构，设定仿真空间区域；在所述仿真空间区域中添加若干个栅格；利用所述若干个栅格，将所述仿真空间区域分割为若干个立方体格子；计算所述若干个立方体格子对应的空间内的第二光强分布；根据所述第二光强分布，获得所述菲涅尔波带片模型在所述仿真空间区域内的第一光强分布。4.根据权利要求3所述的菲涅尔波带片的设计方法，其特征在于，所述设定所述菲涅尔波带片的几何结构的边界条件尺寸和边界条件，包括：将由所述菲涅尔波带片的几何结构的边界向外延伸所述设定波长的一半长度的位置设定为所述边界条件尺寸；将完全匹配层设定为所述边界条件。5.根据权利要求1所述的菲涅尔波带片的设计方法，其特征在于，所述根据所述第一光强分布，确定焦点中心位置，包括：根据所述第一光强分布，获取光强分布曲线和衍射级次位置；根据所述光强分布曲线和衍射级次位置，确定所述第一光强分布中最大光强的位置；将所述最大光强的位置作为所述焦点中心位置。6.根据权利要求1所述的菲涅尔波带片的设计方法，其特征在于，所述根据所述菲涅尔波带片模型的衍射效率，更新所述设定结构参数，包括：通过扫描所述设定结构参数，获得所述设定结构参数分别与所述衍射效率、所述第一光强分布之间的关系；根据所述设定结构参数分别与所述衍射效率、所述第一光强分布之间的关系，获得所述设定结构参数与所述菲涅尔波带片模型的聚焦性能的关系；
根据所述设定结构参数与所述菲涅尔波带片模型的聚焦性能的关系，更新所述设定结构参数。7.一种菲涅尔波带片的制作方法，其特征在于，所述方法包括：根据如权利要求1至6任一所述的菲涅尔波带片的设计方法获得的优化后的设定结构参数，制作菲涅尔波带片。8.一种菲涅尔波带片的设计装置，其特征在于，所述装置包括：建模模块，用于根据设定结构参数，对菲涅尔波带片进行结构建模，获得菲涅尔波带片模型；第一光强分布计算模块，用于通过时域有限差分法，计算所述菲涅尔波带片模型在空间内的第一光强分布；焦点中心位置确定模块，用于根据所述第一光强分布，确定焦点中心位置；衍射效率获得模块，用于根据焦点范围内的电场强度和入射场强，获得所述菲涅尔波带片模型的衍射效率；其中，所述焦点范围是距离所述焦点中心位置设定长度的空间；判断模块，用于判断所述菲涅尔波带片模型的衍射效率是否满足设计要求；设定结构参数更新模块，用于根据所述菲涅尔波带片模型的衍射效率，更新所述设定结构参数；优化后的设定结构参数获取模块，用于将所述设定结构参数作为优化后的设定结构参数。9.一种菲涅尔波带片的设计设备，其特征在于，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序以实现权利要求1至6任一所述的方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时以实现权利要求1至6任一所述的方法的步骤。

技术总结
本发明涉及光学器件技术领域，具体涉及一种菲涅尔波带片的设计方法、制作方法和设计装置。该方法包括：对菲涅尔波带片进行结构建模，获得菲涅尔波带片模型；计算菲涅尔波带片模型在空间内的第一光强分布；确定焦点中心位置；获得菲涅尔波带片模型的衍射效率；判断菲涅尔波带片模型的衍射效率是否满足设计要求；若否，则更新设定结构参数，并重复以上步骤；若是，则将设定结构参数作为优化后的设定结构参数。本发明创新地使用时域有限差分法来搭建真实的菲涅尔波带片模型，模拟出真实的菲涅尔波带片的工作环境，从而仿真出菲涅尔波带片的缺陷对其衍射现象的影响，通过反复的参数调整更新，进而获得了符合设计要求的菲涅耳波带片。进而获得了符合设计要求的菲涅耳波带片。进而获得了符合设计要求的菲涅耳波带片。


技术研发人员：高雅增 卢维尔 文庆涛 夏洋 李楠 赵丽莉
受保护的技术使用者：中国科学院微电子研究所
技术研发日：2020.05.06
技术公布日：2021/11/8