Dyfrakcyjny element optyczny to rodzaj elementu optycznego o wysokiej wydajności dyfrakcyjnej, który opiera się na teorii dyfrakcji fali świetlnej i wykorzystuje projektowanie wspomagane komputerowo oraz proces produkcji układów półprzewodnikowych do wytrawiania stopniowanej lub ciągłej struktury reliefowej na podłożu (lub powierzchni tradycyjnego urządzenia optycznego). Dyfrakcyjne elementy optyczne są cienkie, lekkie, niewielkie, charakteryzują się wysoką wydajnością dyfrakcyjną, wieloma stopniami swobody, dobrą stabilnością termiczną i unikalnymi właściwościami dyspersyjnymi. Są ważnymi komponentami wielu instrumentów optycznych. Ponieważ dyfrakcja zawsze prowadzi do ograniczenia wysokiej rozdzielczości układu optycznego, tradycyjna optyka zawsze starała się unikać niekorzystnych efektów spowodowanych efektem dyfrakcyjnym aż do lat 60. XX wieku, kiedy to wynalezienie i udana produkcja holografii analogowej i hologramu komputerowego, a także diagramu fazowego, spowodowały znaczącą zmianę koncepcji. W latach 70. XX wieku, mimo że technologia hologramów komputerowych i diagramów fazowych stawała się coraz doskonalsza, nadal trudno było wytwarzać elementy o strukturze nadsubtelnej o wysokiej wydajności dyfrakcyjnej w zakresie widzialnym i bliskiej podczerwieni, co ograniczało praktyczny zakres zastosowań dyfrakcyjnych elementów optycznych. W latach 80. XX wieku grupa badawcza pod kierownictwem W.B. Veldkampa z MIT Lincoln Laboratory w Stanach Zjednoczonych po raz pierwszy wprowadziła technologię litografii VLSI do produkcji dyfrakcyjnych elementów optycznych i zaproponowała koncepcję „optyki binarnej”. Następnie pojawiły się nowe metody przetwarzania, w tym produkcja wysokiej jakości i wielofunkcyjnych dyfrakcyjnych elementów optycznych. To znacząco przyspieszyło rozwój dyfrakcyjnych elementów optycznych.
Wydajność dyfrakcyjna elementu optycznego dyfrakcyjnego
Efektywność dyfrakcyjna jest jednym z ważnych wskaźników oceny dyfrakcyjnych elementów optycznych i mieszanych dyfrakcyjnych układów optycznych z dyfrakcyjnymi elementami optycznymi. Po przejściu światła przez dyfrakcyjny element optyczny, generowane są wielokrotne rzędy dyfrakcji. Zazwyczaj uwzględnia się tylko światło głównego rzędu dyfrakcji. Światło innych rzędów dyfrakcji tworzy światło rozproszone na płaszczyźnie obrazu głównego rzędu dyfrakcji i zmniejsza kontrast płaszczyzny obrazu. Dlatego efektywność dyfrakcyjna dyfrakcyjnego elementu optycznego bezpośrednio wpływa na jakość obrazowania dyfrakcyjnego elementu optycznego.
Rozwój dyfrakcyjnych elementów optycznych
Dzięki dyfrakcyjnemu elementowi optycznemu i jego elastycznemu sterowaniu frontem fali, układy i urządzenia optyczne rozwijają się w kierunku światła, miniaturyzacji i integracji. Do lat 90. XX wieku badania dyfrakcyjnych elementów optycznych stały się wiodącą dziedziną optyki. Elementy te znajdują szerokie zastosowanie w laserowej korekcji frontu fali, formowaniu profilu wiązki, generatorach matryc wiązek, połączeniach optycznych, obliczeniach równoległych, satelitarnej komunikacji optycznej i tak dalej.
Czas publikacji: 25 maja 2023 r.