在当前的某些应用领域,必须使用小型、高效、阵列化的衍射光学元件。但是衍射光学元件目前使用的加工方法如:机械加工方法、二元光学方法和直写方法都有其各自缺点。上世纪九十年代中期逐渐发展起来的灰度掩模技术加工衍射光学元件,与上述方法相比有很多优点,是一种有发展前景的衍射光学元件制作技术。 在元件尺寸远大于波长量级时,用标量衍射理论分析元件是有效的。本文根据标量衍射理论,围绕衍射效率对利用灰度掩模方法制作衍射光学元件进行了研究。内容如下: 1、根据本实验室直写设备的实际参数,完成了菲涅耳透镜的设计工作。 2、用计算机模拟,讨论了当综合考虑写入效率和制作元件的性能时写入步长的选择问题。 3、用计算机模拟了制作菲涅耳透镜时灰度掩模的曝光量分布和菲涅耳透镜的面形结构。 4、详细分析了菲涅耳透镜制作时产生的刻蚀深度误差对衍射效率的影响。 5、建立了两种菲涅耳透镜线宽误差模型,分别推导了两类线宽误差与衍射效率的函数关系,分析了各自对衍射效率的影响。 6、用Q因子方法简单估算了侧壁倾斜误差对衍射效率的影响。 通过上述分析所得出的结论,对今后用灰度掩模技术实际制作衍射光学元件有一定的指导意义。