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, небольшие по размеру, с высокой дифракционной эффективностью, множественными 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 пыталась избежать неблагоприятных эффектов, вызванных дифракционным эффектом, 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, хотя технология компьютерной голограммы и фазовой диаграммы становилась все более и 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 Массачусетского технологического института в Линкольне в США впервые внедрила технологию литографии изготовления СБИС в производство дифракционных оптических компонентов и предложила концепцию «бинарной оптики». После этого продолжают 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
Эффективность дифракции является одним из важных показателей для оценки дифракционных оптических элементов и смешанных дифракционных оптических систем с дифракционными оптическими элементами. После того, как свет проходит через дифракционный оптический элемент, генерируются множественные порядки дифракции. Как правило, внимание уделяется только свету основного порядка дифракции. Свет других порядков дифракции будет формировать рассеянный свет на плоскости изображения основного порядка дифракции и уменьшать контрастность плоскости изображения. Таким образом, эффективность дифракции 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 оптическая система и устройство развиваются в направлении света, миниатюризации и интеграции. До 1990-х годов изучение дифракционных оптических элементов стало передовой областью оптики. Эти компоненты могут широко использоваться в коррекции волнового фронта лазера, формировании профиля луча, генераторе массива лучей, оптическом соединении, оптическом параллельном расчете, спутниковой оптической связи и т. д.
Время публикации: 25 мая 2023 г.