Et diffraksjonsoptisk element er et optisk element med høy diffraksjonseffektivitet, basert på diffraksjonsteorien for lysbølger, og bruker dataassistert design og produksjonsprosessen for halvlederbrikke for å etse trinnvise eller kontinuerlige relieffstrukturer på substratet (eller overflaten til tradisjonelle optiske enheter). Diffraksjonsoptiske elementer er tynne, lette, små i størrelse, med høy diffraksjonseffektivitet, flere designfrihetsgrader, god termisk stabilitet og unike dispersjonsegenskaper. De er viktige komponenter i mange optiske instrumenter. Siden diffraksjon alltid fører til begrensninger i høy oppløsning i det optiske systemet, prøver tradisjonell optikk alltid å unngå de negative effektene forårsaket av diffraksjonseffekten frem til 1960-tallet. Oppfinnelsen og den vellykkede produksjonen av analog holografi og datahologrammer samt fasediagrammer førte til en stor endring i konseptet. Selv om teknologien for datahologrammer og fasediagrammer ble mer og mer perfekt på 1970-tallet, var det fortsatt vanskelig å lage hyperfine strukturelementer med høy diffraksjonseffektivitet i synlige og nær-infrarøde bølgelengder, noe som begrenset det praktiske anvendelsesområdet for diffraksjonsoptiske elementer. På 1980-tallet introduserte en forskergruppe ledet av WBVeldkamp fra MIT Lincoln Laboratory i USA først litografiteknologien til VLSI-produksjon i produksjonen av diffraktive optiske komponenter, og foreslo konseptet «binær optikk». Etter det fortsatte ulike nye behandlingsmetoder å dukke opp, inkludert produksjon av høykvalitets og multifunksjonelle diffraktive optiske komponenter. Dette fremmet utviklingen av diffraktive optiske elementer i stor grad.
Diffraksjonseffektiviteten til et diffraktivt optisk element
Diffraksjonseffektivitet er en av de viktige indeksene for å evaluere diffraktive optiske elementer og blandede diffraktive optiske systemer med diffraktive optiske elementer. Etter at lyset passerer gjennom det diffraktive optiske elementet, vil flere diffraksjonsordener genereres. Vanligvis tas det kun hensyn til lyset av hoveddiffraksjonsordenen. Lyset av andre diffraksjonsordener vil danne strølys på bildeplanet til hoveddiffraksjonsordenen og redusere kontrasten i bildeplanet. Derfor påvirker diffraksjonseffektiviteten til det diffraktive optiske elementet direkte bildekvaliteten til det diffraktive optiske elementet.
Utvikling av diffraktive optiske elementer
På grunn av det diffraktive optiske elementet og dets fleksible kontrollbølgefront, utvikles det optiske systemet og enheten til lys, miniatyrisering og integrering. Frem til 1990-tallet hadde studiet av diffraktive optiske elementer blitt den fremste delen av det optiske feltet. Disse komponentene kan brukes mye i laserbølgefrontkorreksjon, stråleprofilforming, strålematrisegenerator, optisk sammenkobling, optisk parallellberegning, satellittoptisk kommunikasjon og så videre.
Publisert: 25. mai 2023