[发明专利]用于DMD数字光刻系统的匀光元件及其设计方法

权利要求书

1.用于DMD数字光刻系统的匀光元件的设计方法，DMD数字光刻系统的匀光元件，包括一个以上的子透镜，所述子透镜为长宽比为1:2的方形，子透镜的前表面为平面，后表面为自由曲面，子透镜的前表面作为入射面，其特征是：包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，

步骤一、对自由曲面和目标面进行等能量网格划分，根据能量映射的方法建立自由曲面和目标面上光线坐标的一一对应关系，基于长宽比为1:2的DMD，设计每块子透镜长宽比为1：2，将子透镜的前表面作为入射面，入射面的照度值为E₀，目标面照度值为E₁，矩形子透镜的口径为d max和2d max，目标面上目标矩形光斑的口径为T_max和2T_max，依据能量守恒原理：

步骤二、将每个子透镜以及目标面分成2M×M共2M²个能量网格，且每个网格的能量相等，根据能量映射关系，建立起子透镜网格点和目标面上网格点坐标对应关系；

子透镜上第i行与第j列网格交点设为d_ij，该点矢高设为z_ij，则自由曲面上每一能量网格交点的坐标可以表示为目标面上第i行与第j列能量网格交点坐标可以表示为T_ij，T_Z为目标面所在平面与微透镜阵列距离，则目标面上每一能量网格交点的坐标可以表示为自由曲面上每一点d_ij与目标面上每一点T_ij相对应；

自由曲面在网格点d_ij处的切矢可以表示为法矢可以由斯涅尔定律求出：

其中n₀为空气折射率，n_i为透镜材料折射率，为入射光线，为折射光线；

步骤三、设定初始点d₀₀矢高为z₀₀,便可以通过法矢切矢的正交关系：

计算出网格点d₀₁的矢高z₀₁，进而逐一计算出自由曲面上所有网格点对应矢高，即得到所有网格点坐标，再将所有网格点拟合成光滑曲面，完成自由曲面微透镜的建立。