Дифракционный оптический элемент - это разновидность оптического элемента с высокой дифракционной эффективностью, которая основана на теории дифракции световой волны и использует автоматизированное проектирование и процесс производства полупроводниковых чипов для травления ступенчатой или непрерывной рельефной структуры на подложке (или поверхности традиционного оптического устройства). Дифракционные оптические элементы тонкие, легкие, малые по размеру, с высокой дифракционной эффективностью, несколькими степенями свободы конструкции, хорошей термостабильностью и уникальными дисперсионными характеристиками. Они являются важными компонентами многих оптических приборов. Поскольку дифракция всегда приводит к ограничению высокого разрешения оптической системы, традиционная оптика всегда старалась избегать неблагоприятных эффектов, вызванных эффектом дифракции, вплоть до 1960-х годов, с изобретением и успешным производством аналоговой голографии и компьютерной голограммы, а также фазовой диаграммы, что вызвало большие изменения в концепции. В 1970-х годах, несмотря на то, что технология компьютерной голограммы и фазовой диаграммы становилась все более совершенной, все еще было трудно изготавливать элементы сверхтонкой структуры с высокой дифракционной эффективностью в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах длин волн, что ограничивало область практического применения дифракционных оптических элементов. В 1980-х годах исследовательская группа под руководством В. Б. Велдкампа из лаборатории Линкольна Массачусетского технологического института в США впервые внедрила литографическую технологию изготовления СБИС в производство дифракционных оптических компонентов и предложила концепцию «бинарной оптики». После этого продолжали появляться различные новые методы обработки, включая производство высококачественных и многофункциональных дифракционных оптических компонентов. Это значительно способствовало развитию дифракционных оптических элементов.
Дифракционная эффективность дифракционного оптического элемента
Дифракционная эффективность является одним из важных показателей для оценки дифракционных оптических элементов и смешанных дифракционных оптических систем с дифракционными оптическими элементами. После прохождения света через дифракционный оптический элемент возникают множественные порядки дифракции. Как правило, учитывается только свет основного порядка дифракции. Свет других порядков дифракции образует рассеянный свет в плоскости изображения основного порядка дифракции и снижает контрастность плоскости изображения. Таким образом, дифракционная эффективность дифракционного оптического элемента напрямую влияет на качество изображения дифракционного оптического элемента.
Разработка дифракционных оптических элементов
Благодаря дифракционному оптическому элементу и его гибкому управлению волновым фронтом оптические системы и устройства развиваются в направлении лёгкости, миниатюризации и интеграции. До 1990-х годов изучение дифракционных оптических элементов было передовым направлением в оптической области. Эти компоненты широко используются в коррекции волнового фронта лазеров, формировании профиля пучка, генераторах решеток пучков, оптических межсоединений, оптических параллельных вычислений, спутниковой оптической связи и т. д.
Время публикации: 25 мая 2023 г.