CN111460652B - 一种实现目标面任意照度分布的方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种实现目标面任意照度分布的方法，首先通过基于几何光学建立数学模型，用于计算入射光线在反射镜阵列上的全局坐标与反射光线在目标面上的局部坐标之间的数学映射关系。再将目标照明图案输入所述数学模型，使用逆向解计算出反射镜阵列的倾斜角矩阵。根据所述倾斜角矩阵调制反射镜阵列中每个面元的倾斜角，实现目标面上的目标照明图案分布，也即实现目标面任意照度分布。

Description

一种实现目标面任意照度分布的方法

技术领域

本申请涉及非相干光束整形技术领域，尤其涉及一种实现目标面任意照度分布的方法。

背景技术

在光刻等领域，利用在目标面上能够形成特定光斑形状，且能量损失小、照度均匀性高的非相干光束整形器件，以提供离轴照明，进而提高光刻系统的分辨率。此外，在非成像光学领域，例如太阳能、用于照明的LED光束整形系统等，高质量的非相干光束整形器件也是必不可少的。

高质量的非相干光束整形器件的设计与加工，在非成像光学领域具有举足轻重的地位。针对非相干光束进行整形，各种不同类型的光学元件被设计和加工。

目前常用的数字微反射镜设备，每个反射镜只有开、关两种状态，无法计算并任意调制反射镜阵列中每个反射镜在二维方向的偏转角度，实现任意一种目标照度分布。

发明内容

本申请提供了一种实现目标面任意照度分布的方法，以解决无法同时调制反射镜阵列中每个反射镜在二维方向的偏转角度，实现任意一种目标照度分布的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

本申请实施例公开了一种实现目标面任意照度分布的方法，包括：建立反射镜阵列中各面元的倾斜角与反射光线在目标面上的局部坐标之间的第一映射关系式，其中，所述反射光线为光源发出的光照射在所述面元上后，经所述面元反射后所对应的光线；

根据所述目标面上的目标照明图案，定义每个目标反射子光束的中心光线在所述目标面上的目标局部坐标；

利用所述目标局部坐标和所述第一映射关系式，使用逆向解，计算出所述目标局部坐标对应的目标倾斜角矩阵；

根据所述目标倾斜角矩阵，调整所述反射镜阵列中各所述面元的倾斜角。

可选的，建立反射镜阵列中面元的倾斜角和所述面元上的反射光线在目标面上的局部坐标之间的第一映射关系式，包括：

以反射镜阵列的几何中心为原点，建立全局坐标系；

以目标面的几何中心为原点，建立局部坐标系；

建立入射光线在反射镜阵列上的全局坐标与反射镜阵列的倾斜角之间的关系式，记为角线关系式；

建立反射光线在目标面上的全局坐标与局部坐标的第二映射关系式；其中，所述反射光线为光源发出的光照射在所述面元上后，经所述面元反射后所对应的光线；

根据所述角线关系式与所述第二映射关系式，建立反射镜阵列中各面元的倾斜角与反射光线在目标面上的局部坐标之间的第一映射关系式。

可选的，以反射镜阵列的几何中心为原点，建立全局坐标系；以目标面的几何中心为原点，建立局部坐标系，包括：

以反射镜阵列的几何中心为原点，以垂直于初始平面的方向作为z轴；其中，每个所述面元的反射平面全部在一个平面时的反射平面定义为初始平面；

所述初始平面上平行于反射镜阵列的长与宽的方向分别作为x轴和y轴，建立全局坐标系，所述全局坐标系中的点的坐标表示为(x，y，z)；

以目标面的几何中心为原点建立局部坐标系，目标面的两个方向分别作为局部坐标系的X轴和Y轴，所述局部坐标系中点的局部坐标表示为(X，Y)。

可选的，所述角线关系式为：

式(1)中，表示面元F_m，n沿所述全局坐标系的x轴和y轴倾斜(α_m，n,β_m，n)时，入射光线(m，n，u，v)在反射镜阵列的全局坐标；

F_m，n表示反射镜阵列上的每个面元，(m，n)是面元F_m，n的索引，m在[1，N_Fx]范围内取整值；n在[1，N_Fy]范围内取整值；Fx为反射镜阵列在x轴方向上的面元个数；Fy为反射镜阵列在y轴方向上的面元个数；u和v是光线在面元F_m，n上的索引，u和v在[-1,1]范围内取值；p_x为每个面元沿x轴的尺寸，p_y为每个面元沿y轴的尺寸；α_m，n为面元F_m，n沿所述全局坐标系的x轴偏转角度，β_m，n为面元F_m，n沿全局坐标系的y轴偏转角度。

可选的，所述第一映射关系式为：

式(2)中，表示入射光线(m，n，u，v)的反射光线在目标面上的局部坐标；为目标面中心的全局坐标；/>为反射光线的单位矢量；k为变量；θ_D为目标面与初始平面法线之间的夹角。

所述反射光线的单位矢量为：

其中，θ_S为入射光线与初始平面的法线之间的夹角。

可选的，变量k为：

式(4)中，为反射光线在全局坐标系中x轴的矢量；/>为反射光线在全局坐标系中y轴的矢量。

可选的，所述面元的尺寸为1～10mm。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供了一种实现目标面任意照度分布的方法，首先通过基于几何光学建立数学模型，用于计算入射光线在反射镜阵列上的全局坐标与反射光线在目标面上的局部坐标之间的数学映射关系。再将目标照明图案输入所述数学模型，使用逆向解计算出反射镜阵列的倾斜角矩阵。根据所述倾斜角矩阵调制反射镜阵列中每个面元的倾斜角，实现目标面上的目标照明图案分布，也即实现目标面任意照度分布。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例非相干光束整形结构示意图；

图2为本实施例提供的一种实现目标面任意照度分布的流程示意图；

图3为图2中步骤S100的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的验证实例的理想情况下的照明光斑分布图。

1-光源，2-反射镜阵列，3-目标面。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

如图1所示，本申请所采用的光学结构，由光源1、反射镜阵列2和目标面3组成。其中，反射镜阵列2由N_Fx×N_Fy个面元构成。在反射情况下，该光学结构基于完美的镜面反射。

结合图2所示，本实施例提供了一种实现目标面任意照度分布的方法，包括：

S100：建立反射镜阵列中各面元的倾斜角与反射光线在目标面上的局部坐标之间的第一映射关系式，其中，所述反射光线为光源发出的光照射在所述面元上后，经所述面元反射后所对应的光线。

具体如图3所示包括：

S101：以反射镜阵列的几何中心为原点，建立全局坐标系；以目标面的几何中心为原点，建立局部坐标系。

如图1所示，以反射镜阵列的几何中心为原点，以垂直于初始平面的方向作为z轴；其中，每个所述面元的反射平面全部在一个平面时的反射平面定义为初始平面。所述初始平面上平行于反射镜阵列的长与宽的方向分别作为x轴和y轴，建立全局坐标系，所述全局坐标系中的点的坐标表示为(x，y，z)。以目标面的几何中心为原点建立局部坐标系，目标面的两个方向分别作为局部坐标系的X轴和Y轴，所述局部坐标系中点的局部坐标表示为(X，Y)。

O(0，0，0)是反射镜阵列的几何中心。D_o是目标面的几何中心，则D_o具有全局坐标(D_ox,0,D_ox·cotθ_D)和局部坐标(0，0)。在不改变反射镜阵列每个平面单元的倾斜角，每个面元的反射平面全部在一个平面时的情况下，从光源中心S_o发出的入射光线射向反射镜阵列中心O，对应的反射光线射向目标面的几何中心D_o。

S102：建立入射光线在反射镜阵列上的全局坐标与反射镜阵列的倾斜角之间的关系式，记为角线关系式。所述角线关系式为：

式(1)中，表示面元F_m，n沿所述全局坐标系的x轴和y轴倾斜(α_m，n,β_m，n)时，入射光线(m，n，u，v)在反射镜阵列的全局坐标；

F_m，n表示反射镜阵列上的每个面元，(m，n)是面元F_m，n的索引，m在[1，N_Fx]范围内取整值；n在[1，N_Fy]范围内取整值；Fx为反射镜阵列在x轴方向上的面元个数；Fy为反射镜阵列在y轴方向上的面元个数；u和v是光线在面元F_m，n上的索引，u和v在[-1,1]范围内取值；p_x为每个面元沿x轴的尺寸，p_y为每个面元沿y轴的尺寸；α_m，n为面元F_m，n沿所述全局坐标系的x轴偏转角度，β_m，n为面元F_m，n沿全局坐标系的y轴偏转角度。

全局坐标由(x，y，z)表示，目标面上的局部坐标由(X，Y)表示。O(0，0，0)是反射镜阵列的几何中心。Do是目标面的几何中心，且具有全局坐标(D_ox,0,D_ox·cotθ_D)和局部坐标(0，0)。在不改变反射镜阵列每个平面单元倾斜角度，初始结构为平面的情况下，从光源中心S_o发出的入射光线射向反射镜阵列中心O，对应的反射光线射向目标面的几何中心D_o。

S103：建立反射光线在目标面上的全局坐标与局部坐标之间的第二映射关系式。所述第二映射关系式为：

其中，所述反射光线的单位矢量为：

其中，θ_S为入射光线与初始平面的法线之间的夹角。

变量k为：

式(4)中，为反射光线在全局坐标系中x轴的矢量；/>为反射光线在全局坐标系中y轴的矢量。

以上推导过程如下：

假设，面元F_m，n的法向量为 表示法向量/>的单位向量。

则有

准直入射光线的单位矢量

基于方程反射光线的单位矢量/>为：

参数形式的反射光线方程：

其中k为变量。

目标面的平面方程为：其中，目标面中心D_o的全局坐标为/>(D_ox,0,-D_ox·cotθ_D)。

将等式(8)代入等式(7)得到变量k：

基于几何对称性，反射光线在目标面上的全局坐标与局部坐标，有如下的数学关系：

其中，为目标面中心沿x轴的全局坐标。

基于上述公式，即可计算反射光线在目标面上的局部坐标S104：根据所述角线关系式与所述第二映射关系式，建立反射镜阵列中各面元的倾斜角与反射光线在目标面上的局部坐标之间的第一映射关系式。

式(2)中，表示入射光线(m，n，u，v)的反射光线在目标面上的局部坐标；为目标面中心的全局坐标；/>为反射光线的单位矢量；k为变量；θ_D为目标面与初始平面法线之间的夹角。

S200：根据所述目标面上的目标照明图案，定义每个目标反射子光束的中心光线在所述目标面上的目标局部坐标。

在被反射镜阵列反射后，入射光束被分割成N_Fx×N_Fy个子光束。每个被反射的子光束(m，n)有一个预定义的传播方向。由于反射镜阵列每个平面单元表面的平坦度，根据所需要的照明图案来定义，每个子光束(m，n)的中心光线(u＝0，v＝0)的局部坐标。在此，将中心光线(m，n，0，0)的局部坐标用(D_X(m,n),D_y(m,n))来表示。

为了确保预定义的目标照度图案的连续性，(D_X(m，n)，D_Y(m，n))的定义需要遵循以下原则：

其中，β_m-1，n是平面单元F_m-1，n沿全局轴y的倾斜角。公式(11)给出了，被m行的面元反射的各子光束，在目标面上光斑连续性的条件。同理可推出，沿着n列的平面单元反射的子光束，在目标面上光斑连续性的条件。

S300：利用所述目标局部坐标和所述第一映射关系式，使用逆向解，计算出所述目标局部坐标对应的目标倾斜角矩阵。

对于反射镜阵列(N_Fx×N_Fy)，[N_Fx，N_Fy]表示反射镜阵列矩阵。在二维方向的倾斜角矩阵(α[N_Fx，N_Fy]，β[N_Fx，N_Fy])，可以在Matlab中使用逆向解进行数值计算，公式为：

其中，D_X[N_Fx，N_Fy]和D_Y[N_Fx，N_Fy]定义了N_Fx×N_Fy个子光束的中心光线(u＝0，v＝0)在目标面上的局部坐标。逆向解使用Matlab中的“vpasolve”函数。

S400：根据所述目标倾斜角矩阵，调整所述反射镜阵列中各所述面元的倾斜角。

本申请提供了一种实现目标面任意照度分布的方法，首先通过基于几何光学建立数学模型，用于计算入射光线在反射镜阵列上的全局坐标与反射光线在目标面上的局部坐标之间的数学映射关系。再将目标照明图案输入所述数学模型，使用逆向解计算出反射镜阵列的倾斜角矩阵。根据所述倾斜角矩阵调制反射镜阵列中每个面元的倾斜角，实现目标面上的目标照明图案分布，也即实现目标面任意照度分布。同时，本申请清楚的给出了光线从反射镜阵列到目标面的光线轨迹。可以通过创建蒙特卡洛光线追踪程序，在Matlab平台上直接计算和验证目标面上的局部照明分布图。

本实施例还提供了如下验证方式：

将计算得到的倾斜角矩阵导入到Zemax和LightTools中，在两个光学照明软件中分别进行非序列光线追迹，模拟全局照明结果。或将计算得到的倾斜角矩阵导入Matlab中计算局部照明结果。并根据全局照明结果和局部照明结果验证计算结果。

在Matlab中创建蒙特卡洛光线追踪程序，该程序可以对局部照明结果进行数值计算。蒙特卡罗是一种模拟随机光线发射的算法，由Matlab函数“rand”执行。N_ray个入射到到反射镜阵列(N_Fx×N_Fy)上的光线，在整个多面表面上的随机位置坐标为(x_F,y_F)，由下式给出：

其中，N_ray是最大光线数。对于随机发射的N_ray个光线，每个光线入射到反射镜阵列上的平面单元索引为m[N_ray]和n[N_ray]，x和y坐标为x_F[N_ray]和y_F[N_ray]，其中m[N_ray]、n[N_ray]、x_F[N_ray]、y_F[N_ray]均表示由N_ray个元素构成的一维矩阵：

其中，Matlab函数“ceil”四舍五入到最接近的整数，“rand”返回[0，1]间隔内均匀分布的伪随机值。两个矩阵u[N_ray]和v[N_ray]计算N_ray个光线在平面单元上的局部索引值：

基于上述的蒙特卡洛光线追踪程序，可以使用正向解(f_x,f_y)，计算N_ray个光线在探测器上的局部坐标X_D[N_ray]和Y_D[N_ray]。方程(f_x,f_y)已在公式(2)中给出。

要显示目标面上的照度图，在[-l_D/2，l_D/2]范围内的局部坐标X_D[N_ray]和Y_D[N_ray]，需通过求整转化为像素索引X_p[N_ray]和Y_p[N_ray]。从局部坐标(X_D和Y_D)到像素索引(X_p和Y_p)的数学转换由下式给出：

其中，函数“round”返回最接近的整数值。像素索引X_p和Y_p的值，是[1,N_D]范围内的整数。对于N_ray个光线，矩阵X_p[N_ray]和Y_p[N_ray]被绘制，以在Matlab中显示目标面上的照度图。在非相干模式下，入射到像素p上的光功率由入射光线的数目决定。像素p上的非相干照度值，是单位面积上的入射光功率。

本申请还给出入射光束经过反射式的反射镜阵列整形之后，获得的不同照明图案。针对每种照明图案，提供设计参数和设计结果评估。

本实施例中质量评估因子包括反射率(R)，效率因子(η)，相关系数(C)。反射率(R＝P_D/P_i)，是探测器上接收到的光功率(P_D)与入射到反射镜阵列上光功率(P_i)的比值。

效率因子(η＝P_T/P_D)给出了目标区域收集到的光功率(P_T)与探测器上接收到的总光功率(P_D)的比值，它描述了反射镜阵列对光束进行整形并聚焦到目标区域内的能力。

相关系数(C)用来评估，Matlab计算的局部照明结果和光学软件模拟得到的全局照明结果的差异。相关系数(C_MZ或C_ML)，使用四个子因子C_[1,2,3,4]，由下式给出：

其中，I_M(p)、I_Z(p)和I_L(p)均表示每个像素上接收到的非相干照度值。I_M(p)通过Matlab计算得到的局部照明结果，I_Z(p)和I_L(p)是通过光学软件Zemax或LightTools模拟得到的全局照明结果，I_M(p)、I_Z(p)和I_L(p)在计算前均已进行归一化，因此相关系数(C_MZ orC_ML)的值在区间[0，1]之间。

在设计过程中，反射镜阵列的最大和最小特征高度(h_max,h_min)对于后续制造是至关重要的。它需要考虑每个平面单元面F_m,n的四个顶点的z坐标(z1，z2，z3，z4)。

对于反射镜阵列(N_Fx×N_Fy)，四个顶点坐标矩阵为：

其中，p_x和p_y是平面单元的尺寸。反射镜阵列的最大和最小z坐标由下式给出：

反射镜阵列的高度矩阵由下式给出：

h[N_Fx，N_Fy]＝zmax[N_Fx，N_Fy]-zmin[N_Fx，N_Fy] (20)

反射镜阵列的最大和最小特征高度由下式给出：

在此，提出了从简单到特例三种不同的照明模式。参考光刻中的离轴照明(OAI)模式，设计验证实例包括：

验证实例1：两个水平间隔的正方形光斑；

验证实例2：两个垂直间隔的方形光斑；

验证实例3：字母“IPP”。

其中验证实例的理想情况下的照明光斑分布如图4所示。图4(a)表示验证实例1的理想情况下的照明光斑，图4(b)表示验证实例2的理想情况下的照明光斑，图4(c)表示验证实例3的理想情况下的照明光斑。

验证实例1是两个水平间隔的正方形光斑(H2)。反射镜阵列平面单元的尺寸p_x＝p_y＝2mm,反射镜阵列矩阵N_Fx×N_Fy为6×6。反射镜阵列最大特征高度h_max为82.8μm，最小特征高度h_min为17.9μm。探测器的尺寸l_D×l_D为40mm×40mm，像素数量N_D×N_D为200×200。探测器上光斑大小L_X×L_Y为

在Zemax软件中，采用1千万条光线进行非序列光线追迹，模拟仿真得到照明结果，反射镜阵列的反射率R(目标面上接收到的光功率与入射到反射镜阵列上光功率的比值)为0.9924，效率因子η(目标区域收集到的光功率与探测器上接收到的总光功率的比值)为0.9867。在LightTools软件中,采用5千万条光线进行非序列光线追迹，模拟仿真得到照明结果，反射镜阵列的反射率R为0.9924，效率因子η为0.9977。

该平面结构的最大特征高度h_max在微米范围，和平面单元的尺寸(p_x、p_y)相比非常小。特征高度由照度图案的形状以及反射镜阵列与探测器之间的距离d_FD确定决定。对于Zemax和LightTools中的照明结果，由于考虑了光线追迹过程中的实际物理效应，R为0.99。由于假定了反射镜阵列的表面是理想的镜面，高反射率R是合理的。效率因子(η)的值很高，这证明了在反射情况下，由于每个平面单元在二维方向的倾斜角非常小且最大特征高度为17.9μm，证明反射镜阵列的阴影效果对目标面上的光斑照度分布的影响可以忽略不计。

验证实例2是两个垂直间隔的方形光斑点(V2)。反射镜阵列平面单元的尺寸p_x＝p_y＝2mm,反射镜阵列矩阵N_Fx×N_Fy为10×10。反射镜阵列最大特征高度h_max为88.4μm，最小特征高度h_min为5μm。探测器的尺寸l_D×l_D为40mm×40mm，像素数量N_D×N_D为200×200。探测器上光斑大小L_X×L_Y为

在Zemax软件中，采用1千万条光线进行非序列光线追迹，模拟仿真得到照明结果，反射镜阵列的反射率R为0.9896，效率因子η为0.9870。在LightTools软件中,采用5千万条光线进行非序列光线追迹，模拟仿真得到照明结果，反射镜阵列的反射率R为0.9892，效率因子η为0.9983。

验证实例3是字母“IPP”。反射镜阵列平面单元的尺寸p_x＝p_y＝1mm,反射镜阵列矩阵N_Fx×N_Fy为30×25。反射镜阵列最大特征高度h_max为100.7μm，最小特征高度h_min为0。探测器的尺寸l_D×l_D为100mm×100mm，像素数量N_D×N_D为200×200。

在Zemax软件中，采用1千万光线进行非序列光线追迹，模拟仿真得到照明结果，反射镜阵列的反射率R为0.9715。在LightTools软件中,采用5千万条光线进行非序列光线追迹，模拟仿真得到照明结果，反射镜阵列的反射率R为0.9715。“IPP”照明图案设计结果的评估中，我们可以看到高反射率同样得到了保持。照度图越复杂，模拟结果与目标结果的重合性就越困难。高反射率证明阴影效果对设计结果的影响很小。

由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明，不同实施例之间均具有相同的部分，本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。

需要说明的是，在本说明书中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (7)

1.一种实现目标面任意照度分布的方法，其特征在于，包括：

以反射镜阵列的几何中心为原点，建立全局坐标系；

以目标面的几何中心为原点，建立局部坐标系；

建立入射光线在反射镜阵列上的全局坐标与反射镜阵列的倾斜角之间的关系式，记为角线关系式；

建立反射光线在目标面上的全局坐标与局部坐标之间的第二映射关系式；其中，所述反射光线为光源发出的光照射在所述面元上后，经所述面元反射后所对应的光线；

根据所述角线关系式与所述第二映射关系式，建立反射镜阵列中各面元的倾斜角与反射光线在目标面上的局部坐标之间的第一映射关系式，其中，所述反射光线为光源发出的光照射在所述面元上后，经所述面元反射后所对应的光线；

根据所述目标面上的目标照明图案，定义每个目标反射子光束的中心光线在所述目标面上的目标局部坐标；

利用所述目标局部坐标和所述第一映射关系式，使用逆向解，计算出所述目标局部坐标对应的目标倾斜角矩阵；

根据所述目标倾斜角矩阵，调整所述反射镜阵列中各所述面元的倾斜角。

2.根据权利要求1所述的实现目标面任意照度分布的方法，其特征在于，以反射镜阵列的几何中心为原点，建立全局坐标系；以目标面的几何中心为原点，建立局部坐标系，包括：

以反射镜阵列的几何中心为原点，以垂直于初始平面的方向作为z轴；其中，每个所述面元的反射平面全部在一个平面时的反射平面定义为初始平面；

所述初始平面上平行于反射镜阵列的长与宽的方向分别作为x轴和y轴，建立全局坐标系，所述全局坐标系中的点的坐标表示为(x，y，z)；

以目标面的几何中心为原点建立局部坐标系，目标面的两个方向分别作为局部坐标系的X轴和Y轴，所述局部坐标系中点的局部坐标表示为(X，Y)。

3.根据权利要求2所述的实现目标面任意照度分布的方法，其特征在于，所述角线关系式为：

式(1)中，表示面元F_m,n沿所述全局坐标系的x轴和y轴倾斜(α_m,n,β_m,n)时，入射光线(m，n，u，v)在反射镜阵列的全局坐标；

F_m,n表示反射镜阵列上的每个面元，(m，n)是面元F_m,n的索引，m在[1，N_Fx]范围内取整值；n在[1，N_Fy]范围内取整值；Fx为反射镜阵列在x轴方向上的面元个数；Fy为反射镜阵列在y轴方向上的面元个数；u和v是光线在面元F_m,n上的索引，u和v在[-1,1]范围内取值；p_x为每个面元沿x轴的尺寸，p_y为每个面元沿y轴的尺寸；α_m,n为面元F_m,n沿所述全局坐标系的x轴偏转角度，β_m,n为面元F_m,n沿全局坐标系的y轴偏转角度。

4.根据权利要求3所述的实现目标面任意照度分布的方法，其特征在于，所述第一映射关系式为：

式(2)中，表示入射光线(m，n，u，v)的反射光线在目标面上的局部坐标；/>为目标面中心的全局坐标；/>为反射光线的单位矢量；k为变量；θ_D为目标面与初始平面法线之间的夹角。

5.根据权利要求4所述的实现目标面任意照度分布的方法，其特征在于，所述反射光线的单位矢量为：

其中，θ_S为入射光线与初始平面的法线之间的夹角。

6.根据权利要求4所述的实现目标面任意照度分布的方法，其特征在于，变量k为：

式(4)中，为反射光线在全局坐标系中x轴的矢量；/>为反射光线在全局坐标系中y轴的矢量。

7.根据权利要求3所述的实现目标面任意照度分布的方法，其特征在于，所述面元的尺寸为1～10mm。