技术特征：
1.一种实现特定点阵图形的二维分束衍射光栅制备方法，其特征在于，该方法包括：分别根据x、y方向实际所需光斑阵列衍射级次，结合衍射效率和衍射级均匀性误差，构建第一代价函数cost_x、第二代价函数cost_y；分别通过最小化所述第一代价函数cost_x、第二代价函数cost_y获得x、y方向优化后的相位变化点空间调制坐标；对所述x、y方向优化后的相位变化点空间调制坐标进行正交相乘展开，获得正交的二维衍射光栅结构参数；通过至少一种图形变换方式对所述正交的二维光栅结构进行处理，获得最终的二维衍射光栅结构参数和刻蚀深度，并生成光刻掩模版；根据所述光刻掩模版对衬底进行微纳加工，获得二维分束衍射光栅元件。2.根据权利要求1所述的实现特定点阵图形的二维分束衍射光栅制备方法，其特征在于，所述分别通过最小化所述第一代价函数cost_x、第二代价函数cost_y获得x、y方向优化后的相位变化点空间调制坐标，具体为：采用计算机迭代优化算法最小化所述第一代价函数cost_x、第二代价函数cost_y获得x、y方向优化后的相位变化点空间调制坐标；所述计算机迭代优化算法包括模拟退火迭代优化算法、梯度下降迭代优化算法。3.根据权利要求2所述的实现特定点阵图形的二维分束衍射光栅制备方法，其特征在于，所述模拟退火迭代优化算法最小化所述第一代价函数cost_x获得x方向优化后的相位变化点空间调制坐标，具体为：设定初始温度t＝t0，随机生成归一化相位变化点空间调制坐标初始解x，范围为0<x<1，获得第一代价函数cost_x(x)；设置每个t值的迭代次数l，令t＝kt，其中0<k<1，k表示温度下降速率；对当前解x施加随机扰动，在其邻域产生新解：x_new＝x+δx；确定新解代价函数值cost_x(x_new)、目标函数值增量δcost_x＝cost_x(x_new)-cost_x(x)；若目标函数值增量δcost_x<0则接受x_new作为新的当前解，否则以概率exp(-δcost_x/kt)判断是否接受x_new作为新的当前解；在温度t下，重复l次扰动和接受过程，即执行以上步骤；判断温度t是否达到终止温度水平，若是则终止算法，获得x方向上优化后的相位变化点的空间调制坐标；否则返回对当前解x施加随机扰动，重复迭代过程。4.根据权利要求3所述的实现特定点阵图形的二维分束衍射光栅制备方法，其特征在于，所述模拟退火迭代优化算法最小化所述第二代价函数cost_y获得y方向优化后的相位变化点空间调制坐标，具体为：设定初始温度t＝t0，随机生成归一化相位变化点空间调制坐标初始解y，范围为0<y<1，获得第一代价函数cost_y(y)；设置每个t值的迭代次数l，令t＝kt，其中0<k<1，k表示温度下降速率；对当前解y施加随机扰动，在其邻域产生新解：y_new＝y+δy；确定新解代价函数值cost_y(y_new)、目标函数值增量δcost_y＝cost_y(y_new)-cost_y(y)；若目标函数值增量δcost_y<0则接受y_new作为新的当前解，否则以概率exp(-δ
cost_y/kt)判断是否接受y_new作为新的当前解；在温度t下，重复l次扰动和接受过程，即执行以上步骤；判断温度t是否达到终止温度水平，若是则终止算法，获得y方向上优化后的相位变化点的空间调制坐标；否则返回对当前解y施加随机扰动，重复迭代过程。5.根据权利要求1-4任意一项所述的实现特定点阵图形的二维分束衍射光栅制备方法，其特征在于，所述对所述x、y方向优化后的相位变化点空间调制坐标进行正交相乘展开，获得正交的二维衍射光栅结构参数，具体为：通过优化得到的x方向和y方向优化后的相位变化点空间调制坐标确定x、y方向的一维光栅结构，之后，将所述x方向和y方向一维光栅正交方向展开，获得正交的二维光栅结构。6.根据权利要求5所述的实现特定点阵图形的二维分束衍射光栅制备方法，其特征在于，所述图形变换方式包括错切变换、旋转变换、图形拼接。7.根据权利要求6所述的实现特定点阵图形的二维分束衍射光栅制备方法，其特征在于，通过所述错切变换方式对所述正交的二维光栅结构进行处理，获得最终的二维衍射光栅结构参数和刻蚀深度，具体为：在水平方向上，按照比例对正交的二维光栅结构的每个点到某条平行于该方向的直线的有向距离错切变换30
°
，获得最终的二维衍射光栅结构，根据所述最终的二维衍射光栅结构确定最终的二维衍射光栅结构参数和刻蚀深度。8.根据权利要求7所述的实现特定点阵图形的二维分束衍射光栅制备方法，其特征在于，通过所述旋转变换方式和图像拼接方式对所述正交的二维光栅结构进行处理，获得最终的二维衍射光栅结构参数和刻蚀深度，具体为：对正交二维衍射光栅以x方向目标最大化0～
±
2衍射级远场光强，再分别顺时针旋转变换0
°
、90
°
，最后通过图形拼接获得最终的二维衍射光栅结构，根据所述最终的二维衍射光栅结构确定最终的二维衍射光栅结构参数和刻蚀深度。9.根据权利要求7所述的实现特定点阵图形的二维分束衍射光栅制备方法，其特征在于，通过所述旋转变换方式和图像拼接方式对所述正交的二维光栅结构进行处理，获得最终的二维衍射光栅结构参数和刻蚀深度，具体为：对正交二维衍射光栅以x方向目标最大化0～
±
2衍射级远场光强，再分别顺时针旋转变换0
°
、45
°
、-45
°
、90
°
，最后通过图形拼接获得最终的二维衍射光栅结构，根据所述最终的二维衍射光栅结构确定最终的二维衍射光栅结构参数和刻蚀深度。
技术总结
本发明公开了一种实现特定点阵图形的二维分束衍射光栅制备方法，分别根据x、y方向实际所需光斑阵列衍射级次，结合衍射效率和衍射级均匀性误差，构建第一代价函数cost_x、第二代价函数cost_y；分别通过最小化所述第一代价函数cost_x、第二代价函数cost_y获得x、y方向优化后的相位变化点空间调制坐标；对所述x、y方向优化后的相位变化点空间调制坐标进行正交相乘展开，获得正交的二维衍射光栅结构参数；通过至少一种图形变换方式对所述正交的二维光栅结构进行处理，获得最终的二维衍射光栅结构参数和刻蚀深度，并生成光刻掩模版；根据所述光刻掩模版对衬底进行微纳加工，获得二维分束衍射光栅元件。分束衍射光栅元件。分束衍射光栅元件。
技术研发人员：吴辰阳 黄选纶 王嘉星
受保护的技术使用者：深圳博升光电科技有限公司
技术研发日：2022.09.29
技术公布日：2023/3/21