多层膜劳厄透镜及其设计方法

技术特征：
1.一种多层膜劳厄透镜，其特征在于，包括基底层和设置在所述基底层上的衍射结构，所述衍射结构包括叠层设置的多个周期，每个所述周期均包括叠置的吸收层和间隔层，所述周期从靠近所述基底层向远离所述基底层的方向，厚度逐渐减小；每个所述吸收层和所述间隔层的截面深度为最佳截面深度*(1-修形参数q)，其中，q为0.4-1之间的任意值。2.根据权利要求1所述的多层膜劳厄透镜，其特征在于，所述最佳截面深度为所述多层膜劳厄透镜衍射效率最大值所对应的衍射结构深度。3.根据权利要求1所述的多层膜劳厄透镜，其特征在于，每个所述周期内的所述吸收层和所述间隔层厚度相同。4.根据权利要求1所述的多层膜劳厄透镜，其特征在于，所述衍射结构包括相对设置的入射面和出射面，多个所述吸收层和所述间隔层在所述入射面处的端面位于同一平面上。5.根据权利要求1所述的多层膜劳厄透镜，其特征在于，所述多层膜劳厄透镜出射面的实际电场分布与最佳电场分布之间的误差在设定范围之内。6.一种权利要求1-5任一所述的多层膜劳厄透镜的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：确定衍射结构，所述衍射结构的深度为最佳截面深度，所述最佳截面深度对应有最佳电场分布；在基底层上形成实际衍射结构，形成的所述实际衍射结构的电场分布为实际电场分布，对所述实际衍射结构中的所述吸收层和所述间隔层进行修形，并计算修形后出射面的实际电场分布，直至实际电场分布与最佳电场分布之间的误差在设定范围之内，确定修形参数q；根据所述修形参数q对所述实际衍射结构的出射面进行刻蚀，刻蚀深度为最佳截面深度*修形参数q。7.根据权利要求6所述的设计方法，其特征在于，所述对所述实际衍射结构中的所述吸收层和所述间隔层进行修形，包括：将所述实际衍射结构分成等间距或者等膜层数量的n份，每份所述实际衍射结构对应一个所述修形参数q；对n个修形参数同时进行优化。8.根据权利要求7所述的设计方法，其特征在于，所述n为膜层数量的65％-70％。9.根据权利要求6所述的设计方法，其特征在于，所述根据所述修形参数q对所述实际衍射结构的出射面进行刻蚀，包括：根据所述实际衍射结构的份数n，和与n对应的修形参数q逐份对所述实际衍射结构的出射面进行刻蚀。10.根据权利要求6所述的设计方法，其特征在于，所述确定衍射结构包括如下步骤：根据所述透镜的应用要求确定所述透镜的膜层总厚度、最外层膜层的周期厚度drout和总膜层数；确定各膜层在入射面处的周期厚度；根据入射光的波长λ，所述透镜-1级次衍射光的焦距f和膜层数量计算-1级衍射效率随
截面深度z变化的曲线η-1(z)，获取最佳截面深度zopt。

技术总结
本申请公开了一种多层膜劳厄透镜及其设计方法，透镜包括基底层和设置在所述基底层上的衍射结构，所述衍射结构包括叠层设置的多个周期，每个所述周期均包括叠置的吸收层和间隔层，所述周期从靠近所述基底层向远离所述基底层的方向，厚度逐渐减小；每个所述吸收层和所述间隔层的截面深度为最佳截面深度*(1-修形参数Q)，其中，Q为0.4-1之间的任意值。根据本申请实施例提供的技术方案，通过对多层膜劳厄透镜进行修形，通过修形来实现对在制备透镜过程中产生的结构误差的补偿，不需要其他辅助光学元件的情况下，缩小其与理想的多层膜劳厄透镜出射面电场之间的差异，从而改善实际制备所得的多层膜劳厄透镜的聚焦性能。的多层膜劳厄透镜的聚焦性能。的多层膜劳厄透镜的聚焦性能。


技术研发人员：冀斌 常广才 岳帅鹏 杨一鸣 周亮
受保护的技术使用者：中国科学院高能物理研究所
技术研发日：2022.01.19
技术公布日：2022/5/17