Diffraktionsoptiska element är ett slags optiskt element med hög diffraktionseffektivitet, baserat på diffraktionsteorin för ljusvågor och använder datorstödd design och tillverkningsprocess för halvledarchip för att etsa steg- eller kontinuerliga reliefstrukturer på substratet (eller ytan på en traditionell optisk anordning). Diffrakterade optiska element är tunna, lätta, små i storlek, med hög diffraktionseffektivitet, flera designfrihetsgrader, god termisk stabilitet och unika dispersionsegenskaper. De är viktiga komponenter i många optiska instrument. Eftersom diffraktion alltid leder till begränsningar av hög upplösning i optiska system, försökte traditionell optik alltid undvika de negativa effekter som orsakas av diffraktionseffekten fram till 1960-talet. Uppfinningen och den framgångsrika produktionen av analog holografi och datorhologram samt fasdiagram orsakade en stor förändring i konceptet. På 1970-talet, även om tekniken för datorhologram och fasdiagram blev mer och mer perfekt, var det fortfarande svårt att tillverka hyperfina strukturelement med hög diffraktionseffektivitet i synliga och nära infraröda våglängder, vilket begränsade det praktiska tillämpningsområdet för diffraktiva optiska element. På 1980-talet introducerade en forskargrupp ledd av WBVeldkamp från MIT Lincoln Laboratory i USA först litografitekniken för VLSI-tillverkning i produktionen av diffraktiva optiska komponenter och föreslog konceptet "binär optik". Därefter fortsatte olika nya bearbetningsmetoder att dyka upp, inklusive produktion av högkvalitativa och multifunktionella diffraktiva optiska komponenter. Detta främjade i hög grad utvecklingen av diffraktiva optiska element.
Diffraktionseffektivitet hos ett diffraktivt optiskt element
Diffraktionseffektivitet är ett av de viktiga indexen för att utvärdera diffraktiva optiska element och blandade diffraktiva optiska system med diffraktiva optiska element. Efter att ljuset passerat genom det diffraktiva optiska elementet genereras flera diffraktionsordningar. Generellt sett beaktas endast ljuset av den huvudsakliga diffraktionsordningen. Ljuset av andra diffraktionsordningar bildar ströljus på bildplanet av den huvudsakliga diffraktionsordningen och minskar kontrasten i bildplanet. Därför påverkar diffraktionseffektiviteten hos det diffraktiva optiska elementet direkt bildkvaliteten hos det diffraktiva optiska elementet.
Utveckling av diffraktiva optiska element
På grund av det diffraktiva optiska elementet och dess flexibla styrda vågfront utvecklas optiska system och anordningar för att bli ljusa, miniatyriserade och integrerade. Fram till 1990-talet hade studiet av diffraktiva optiska element varit den främsta delen av det optiska området. Dessa komponenter kan användas i stor utsträckning inom laservågfrontskorrigering, strålprofilformning, strålmatrisgenerator, optisk sammankoppling, optisk parallellberäkning, satellitoptisk kommunikation och så vidare.
Publiceringstid: 25 maj 2023