Дифракційний оптичний елемент — це різновид оптичного елемента з високою дифракційною ефективністю, який базується на теорії дифракції світлової хвилі та використовує автоматизоване проектування та процес виробництва напівпровідникових мікросхем для травлення ступінчастої або безперервної рельєфної структури на підкладці (або поверхні традиційного оптичного пристрою). Дифраговані оптичні елементи тонкі, легкі, невеликі за розміром, з високою дифракційною ефективністю, кількома конструктивними ступенями свободи, хорошою термічною стабільністю та унікальними дисперсійними характеристиками. Вони є важливими компонентами багатьох оптичних приладів. Оскільки дифракція завжди призводить до обмеження високої роздільної здатності оптичної системи, традиційна оптика завжди намагається уникнути несприятливих ефектів, спричинених ефектом дифракції, до 1960-х років, коли винахід та успішне виробництво аналогової голографії та комп’ютерної голограми, а також фазової діаграми призвели до велика зміна концепції. У 1970-х роках, хоча технологія комп’ютерної голограми та фазової діаграми ставала все більш досконалою, все ще було важко створювати елементи надтонкої структури з високою дифракційною ефективністю у видимому та ближньому інфрачервоному діапазонах, що обмежувало діапазон практичного застосування дифракційних оптичних елементів. . У 1980-х роках дослідницька група під керівництвом В. Б. Велдкампа з лабораторії Лінкольна Массачусетського технологічного інституту в США вперше запровадила технологію літографії виробництва НВІС у виробництві дифракційних оптичних компонентів і запропонувала концепцію «бінарної оптики». Після цього продовжують з'являтися різні нові методи обробки, включаючи виробництво високоякісних і багатофункціональних дифракційних оптичних компонентів. Тим самим значно сприяв розвитку дифракційних оптичних елементів.
Дифракційна ефективність дифракційного оптичного елемента
Дифракційна ефективність є одним із важливих показників для оцінки дифракційних оптичних елементів і змішаних дифракційних оптичних систем з дифракційними оптичними елементами. Після проходження світла через дифракційний оптичний елемент буде створено кілька порядків дифракції. Як правило, звертають увагу лише на світло головного порядку дифракції. Світло інших порядків дифракції утворюватиме розсіяне світло на площині зображення головного порядку дифракції та зменшуватиме контраст площини зображення. Таким чином, ефективність дифракції дифракційного оптичного елемента безпосередньо впливає на якість зображення дифракційного оптичного елемента.
Розробка дифракційних оптичних елементів
Завдяки дифракційному оптичному елементу та його гнучкому хвильовому фронту керування оптична система та пристрій стають легкими, мініатюрними та інтегрованими. До 1990-х років вивчення дифракційних оптичних елементів стало авангардом оптичного поля. Ці компоненти можна широко використовувати в лазерній корекції хвильового фронту, формуванні профілю променя, генераторі масиву променя, оптичному з’єднанні, оптичному паралельному обчисленні, супутниковому оптичному зв’язку тощо.
Час публікації: 25 травня 2023 р