Princip i razvoj difrakcionih optičkih elemenata

Difrakcioni optički element je vrsta optičkog elementa s visokom difrakcijskom efikasnošću, koji se temelji na teoriji difrakcije svjetlosnog vala i koristi kompjuterski potpomognut dizajn i proces proizvodnje poluvodičkih čipova za urezivanje stepenice ili kontinuirane reljefne strukture na podlozi (ili površini). tradicionalnog optičkog uređaja). Difrakcijski optički elementi su tanki, lagani, male veličine, sa visokom efikasnošću difrakcije, višestrukim dizajnerskim stupnjevima slobode, dobrom termičkom stabilnošću i jedinstvenim karakteristikama disperzije. Važne su komponente mnogih optičkih instrumenata. Budući da difrakcija uvijek dovodi do ograničenja visoke rezolucije optičkog sistema, tradicionalna optika uvijek pokušava izbjeći štetne efekte uzrokovane difrakcijskim efektom sve do 1960-ih, pronalaskom i uspješnom proizvodnjom analogne holografije i kompjuterskog holograma, kao i faznog dijagrama do 1960-ih. velika promena koncepta. Sedamdesetih godina prošlog stoljeća, iako je tehnologija kompjuterskog holograma i faznog dijagrama postajala sve savršenija, još uvijek je bilo teško napraviti elemente hiperfine strukture s visokom difrakcijskom efikasnošću u vidljivim i blizu infracrvenim valnim dužinama, čime je ograničen raspon praktične primjene difrakcijskih optičkih elemenata. . 1980-ih, istraživačka grupa koju je vodio WBVeldkamp iz MIT Lincoln Laboratory u Sjedinjenim Državama je prvi put uvela litografsku tehnologiju proizvodnje VLSI u proizvodnju difrakcijskih optičkih komponenti i predložila koncept “binarne optike”. Nakon toga se nastavljaju pojavljivati ​​različite nove metode obrade, uključujući proizvodnju visokokvalitetnih i multifunkcionalnih difrakcijskih optičkih komponenti. Tako je uvelike promovirao razvoj difrakcijskih optičkih elemenata.

Efikasnost difrakcije difrakcionog optičkog elementa

Efikasnost difrakcije je jedan od važnih indeksa za procjenu difrakcijskih optičkih elemenata i mješovitih difrakcijskih optičkih sistema sa difrakcijskim optičkim elementima. Nakon što svjetlost prođe kroz difrakcijski optički element, generiraće se višestruki redovi difrakcije. Generalno, obraća se pažnja samo na svjetlost glavnog reda difrakcije. Svjetlost drugih redova difrakcije će formirati zalutalu svjetlost na ravni slike glavnog reda difrakcije i smanjiti kontrast ravni slike. Stoga, efikasnost difrakcije difraktivnog optičkog elementa direktno utiče na kvalitet slike difrakcionog optičkog elementa.

Razvoj difrakcijskih optičkih elemenata

Zbog difrakcionog optičkog elementa i njegovog fleksibilnog fronta kontrolnog talasa, optički sistem i uređaj se razvijaju do svetle, minijaturizovane i integrisane. Sve do 1990-ih, proučavanje difrakcijskih optičkih elemenata postalo je predvodnik optičkog polja. Ove komponente se mogu široko koristiti u laserskoj korekciji talasnog fronta, formiranju profila snopa, generatoru niza snopa, optičkom međusobnom povezivanju, optičkom paralelnom proračunu, satelitskoj optičkoj komunikaciji i tako dalje.