[发明专利]一种高线密度CGH制作精度的测量方法及系统

权利要求书

1.一种高线密度CGH制作精度的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括：

获取理想的计算全息元件CGH的结构参数和制作的CGH的结构参数；

分别根据理想的CGH的结构参数和制作的CGH的结构参数建立等效光栅的理想结构模型和实测结构模型；

对上述理想结构模型和实测结构进行坐标轴离散化，分为单元网格，建立麦克斯韦方程组并求解，以获取等效光栅的理想结构模型和实测结构模型的近场物理场分布情况；

基于惠更斯原理推算所述理想结构模型与实测结构模型的近场波面在远距离传播后的远场波前分布为：

对实测模型的的远场分布与理想模型的远场分布之间的波前偏差进行拟合计算RMS值，以获取实际制作CGH的制作精度。

2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述获取理想的计算全息元件CGH的结构参数和制作的CGH的结构参数，包括：

获取理想的计算全息元件CGH的高密度区域及CGH的最小结构尺寸；

制作所述CGH后，获取实际制作的CGH的结构参数。

3.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述实际制作的CGH的结构参数包括周期、线宽、占空比、刻蚀凹槽深度及结构侧壁角。

4.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述基于惠更斯原理推算所述理想结构模型与实测结构模型的近场波面在远距离传播后的远场波前分布，包括：

将所述近场物理场分布情况分解为：

其中，a_x,a_y分别为x方向和y方向上的结构周期；

令每一个次波作为波源向远距离空间自由传播，则等效光栅模型的近场波面在远距离传播后的远场波前分布为：

5.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述对上述理想结构模型和实测结构进行坐标轴离散化，分为单元网格，建立麦克斯韦方程组并求解，包括：

将所述理想结构模型和实测结构模型所在三维空间进行坐标轴离散化，分为单元网格；

离散化后可以将矢量方程化为六个标量方程：

通过差分近似方法对上式中的偏微分方程进行差分离散，将其在空间域和时间域离散后，结合边界条件及激励条件求得上述离散化麦克斯韦方程组的解。

6.根据权利要求5所述的测量方法，其特征在于，所述近场物理场分布情况中包含有入射光波经过衍射光学元件调制后的振幅和相位信息。

7.根据权利要求1-6任一项所述的测量方法，其特征在于，在建立实测结构模型时，多次测量所制作的CGH的不同位置，选择满足预设条件的测量数据作为建立实测结构模型的输入。

8.一种高线密度CGH制作精度的测量系统，其特征在于，所述测量系统包括：

参数获取模块，用于获取理想的计算全息元件CGH的结构参数和制作的CGH的结构参数；

模型建立模块，用于分别根据理想的CGH的结构参数和制作的CGH的结构参数建立CGH的理想结构模型和实测结构模型；

求解模块，用于对上述理想结构模型和实测结构进行坐标轴离散化，分为单元网格，建立麦克斯韦方程组并求解，以获取等效光栅的理想结构模型和实测结构模型的近场物理场分布情况；

还用于基于惠更斯原理推算所述理想结构模型与实测结构模型的近场波面在远距离传播后的远场波前分布为：

对实测模型的的远场分布与理想模型的远场分布之间的波前偏差进行拟合计算RMS值，以获取实际制作CGH的制作精度。

9.根据权利要求8所述的测量系统，其特征在于，所述参数获取模块具体用于：

获取理想的计算全息元件CGH的高密度区域及CGH的最小结构尺寸；

制作所述CGH后，获取实际制作的CGH的结构参数。

10.根据权利要求9所述的测量系统，其特征在于，所述实际制作的CGH的结构参数包括周期、线宽、占空比、刻蚀凹槽深度及结构侧壁角。