衍射光学元件的产生及其结构数据的输出

本案例计算从传输中得到的衍射光学元件的高度分布和结构数据的产生

关键词：衍射光学，衍射光学元件，结构数据，GDSII，ASCII，位图

所需工具箱：Diffractive Optics Toolbox Basic；Tutorial在试用版本中不可用。联系LightTrans或者当地经销商可申请一段全版本的试用。

相关Tutorials：DO.1; DO.2; DO.3; DO.4; DO.5; DO.7; LBS.1; LBS.2

建模任务

照射光束强度               衍射扩散器                    产生的光图样强度

建模任务

²       扩散器参数：

—相位层：4

—像素尺寸：830*830nm

—口径：1*1mm

—周期：664,83*664,83um

²       结构数据输出为二进制格式

²       需要的高度分布计算

²       蚀刻掩模分解

²       蚀刻掩模输出为位图和GDSII文件

打开光学扩散器系统

²       上载文件

DO.008_Generation_of_DOE_Fabrication_Data_01.lpd.

²       文件在VL_Samples文件夹中

光学扩散器系统

²       点击Go!按钮开始模拟扩散器系统.

模拟结果

²       扩散器系统产生的光图样强度分布

传输器提取

²       双击光路径图中的Stored Transmission打开编辑对话框

传输器(transmission)提取

²       点击Show按钮显示光路中的transmission.

扩散器传输

²       点击Cancel按钮

结构数据的产生

²       点击窗口上部以激活窗口

²       点击设计菜单中Structure Design

结构数据的产生

²     该结构设计对话框计算采用薄元件近似的传输相位得到的高度分布

²     近似对于大于5个波长的有效。对于越小的越不精确。

²     选择Target File Export以产生结构数据

结构数据的产生

²   对话框可以计算微小结构透明板和镜面.

²   选择Height Profile of Transparent Plate.

结构数据的产生

² 设置正确的衬底和覆盖材料

² 点击Set按钮

结构数据的产生

²         对话框显示所有打开的材料文件的菜单

²         如果没有想要的材料文件打开，点击Load from Catalog 按钮从catalog中得到材料.

结构数据的产生

²       选择材料目录Miscellaneous

²       选择材料PMMA

²       点击Load按钮.

结构数据的产生

²     输入设计波长

²     如果衍射元件包含不连续高度层的高度分布，开启Enfore Quantization，
²     输入层数4

结构数据的产生

²   结构设计对话框显示需要调节的高度分布的深度使产生2pi相位差（一个波长）

²   另外，可以查看考虑到特定层数的高度分布图调节深度

结构数据的产生

² 下面部分可以定义结构的数据格式

² VirtualLab产生两种不同类型的文件：

—参数汇总文件包括大部分输入参数的概括，如蚀刻深度，设计波长，元件名称等等。数据可以存储为.xml, .html或者.txt文件。

—表面数据文件包括高度数据。数据可以存储为位图（bitmap）,GDSII或者ASCII文件。

结构数据的产生

²         选择你想要创建的参数汇总文件

²         .xml文件是强制的和需要再次输入到Virtuallab中

结构数据的产生

²       有效的文件类型依赖于制造技术

²       对于灰度印刷反选Use Layers. 高度分布数据可以存储在位图或Text格式（和ASCII格式）

²       对于二进制掩模技术选中Use Layers。不同层的数据可以存储在bitmap和GDSII文件中。

²       选择Bitmap和GDSII Data。

结构数据的产生

²       点击Ok按钮

结构数据的产生

²       出现一个保存对话框

²       选择你要保存的文件夹输入有效文件名

²       所有的数据文件可以有相同的名字而不同的扩展名

²       文件包含的蚀刻掩模(etching mask)的数据将在文件名中有附加的掩模（层layer）数.Mask 1表示最深的蚀刻步.

输出数据结果

数据输出结果

²       打开Windows Explorer到VL_Samples文件夹

²       双击DO.8_Generation_of_DOE_Fabrication_Data_02.xml file.

²       Internet Explorer将显示文件

数据输出结果

²       该XML文件包含了所有参数的汇总并连接所有产生的表面数据文件

结论

²       VirtualLab包含一个从传输器（transmission）中计算高度分布的结构设计

²       高度分布可以被输出。VirtualLab包含结构数据的不同文件格式（GDSII，ASCII，Bitmap格式）。

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