Дифракционният оптичен елемент е вид оптичен елемент с висока дифракционна ефективност, който се основава на дифракционната теория на светлинните вълни и използва компютърно проектиране и процес на производство на полупроводникови чипове, за да гравира стъпаловидна или непрекъсната релефна структура върху субстрата (или повърхността на традиционно оптично устройство). Дифракционните оптични елементи са тънки, леки, малки по размер, с висока дифракционна ефективност, множество степени на свобода на проектиране, добра термична стабилност и уникални дисперсионни характеристики. Те са важни компоненти на много оптични инструменти. Тъй като дифракцията винаги води до ограничаване на високата разделителна способност на оптичната система, традиционната оптика винаги се е опитвала да избегне неблагоприятните ефекти, причинени от дифракционния ефект, до 60-те години на миналия век, с изобретяването и успешното производство на аналогова холография и компютърна холограма, както и фазова диаграма, се стига до голяма промяна в концепцията. През 70-те години на миналия век, въпреки че технологията на компютърната холограма и фазовата диаграма става все по-съвършена, все още е трудно да се създадат елементи със свръхфини структури с висока дифракционна ефективност във видимата и близката инфрачервена област на вълните, което ограничава практическия обхват на приложение на дифракционните оптични елементи. През 80-те години на миналия век, изследователска група, ръководена от У. Б. Велдкамп от лабораторията Линкълн на MIT в Съединените щати, за първи път въвежда литографската технология на VLSI в производството на дифракционни оптични компоненти и предлага концепцията за „бинарна оптика“. След това продължават да се появяват различни нови методи за обработка, включително производството на висококачествени и многофункционални дифракционни оптични компоненти. По този начин значително се насърчава развитието на дифракционни оптични елементи.
Дифракционна ефективност на дифракционен оптичен елемент
Дифракционната ефективност е един от важните показатели за оценка на дифракционни оптични елементи и смесени дифракционни оптични системи с дифракционни оптични елементи. След като светлината премине през дифракционния оптичен елемент, се генерират множество дифракционни порядъци. Обикновено се обръща внимание само на светлината от основния дифракционен порядък. Светлината от други дифракционни порядъци ще образува разсеяна светлина в равнината на изображението на основния дифракционен порядък и ще намали контраста на равнината на изображението. Следователно, дифракционната ефективност на дифракционния оптичен елемент пряко влияе върху качеството на изображението на дифракционния оптичен елемент.
Разработване на дифракционни оптични елементи
Благодарение на дифракционния оптичен елемент и неговия гъвкав управляващ вълнов фронт, оптичните системи и устройства се развиват, за да станат леки, миниатюрни и интегрирани. До 90-те години на миналия век, изучаването на дифракционни оптични елементи се превърна в основен приоритет в оптичната област. Тези компоненти могат да бъдат широко използвани в корекция на лазерния вълнов фронт, формиране на профила на лъча, генератор на лъчеви решетки, оптични взаимосвързвания, оптични паралелни изчисления, сателитна оптична комуникация и т.н.
Време на публикуване: 25 май 2023 г.