Een diffractie-optisch element is een optisch element met een hoge diffractie-efficiëntie, gebaseerd op de diffractietheorie van lichtgolven. Het maakt gebruik van computerondersteund ontwerp en een halfgeleiderchipproductieproces om de trap- of continue reliëfstructuur op het substraat (of het oppervlak van een traditioneel optisch apparaat) te etsen. Diffractie-optische elementen zijn dun, licht, klein van formaat, met een hoge diffractie-efficiëntie, meerdere ontwerpvrijheidsgraden, goede thermische stabiliteit en unieke dispersie-eigenschappen. Ze vormen belangrijke componenten van veel optische instrumenten. Omdat diffractie altijd leidt tot beperkingen ten aanzien van de hoge resolutie van optische systemen, probeerden traditionele optica tot de jaren 60 de nadelige effecten van diffractie te vermijden. De uitvinding en succesvolle productie van analoge holografie en computerhologrammen, evenals fasediagrammen, zorgde voor een grote verandering in het concept. In de jaren zeventig, hoewel de technologie van computerhologrammen en fasediagrammen steeds verder werd geperfectioneerd, was het nog steeds moeilijk om hyperfijnstructuurelementen te maken met een hoge diffractie-efficiëntie in zichtbare en nabij-infrarode golflengten, waardoor het praktische toepassingsbereik van diffractieve optische elementen werd beperkt. In de jaren tachtig introduceerde een onderzoeksgroep onder leiding van WB Veldkamp van het MIT Lincoln Laboratory in de Verenigde Staten voor het eerst de lithografietechnologie voor VLSI-productie in de productie van diffractieve optische componenten en stelde het concept van "binaire optica" voor. Daarna bleven diverse nieuwe verwerkingsmethoden ontstaan, waaronder de productie van hoogwaardige en multifunctionele diffractieve optische componenten. Dit bevorderde de ontwikkeling van diffractieve optische elementen aanzienlijk.
Diffractie-efficiëntie van een diffractief optisch element
Diffractie-efficiëntie is een van de belangrijke indices voor de evaluatie van diffractieve optische elementen en gemengde diffractieve optische systemen met diffractieve optische elementen. Nadat het licht door het diffractieve optische element is gegaan, worden meerdere diffractie-ordes gegenereerd. Over het algemeen wordt alleen gekeken naar het licht van de belangrijkste diffractie-orde. Licht van andere diffractie-ordes vormt strooilicht op het beeldvlak van de belangrijkste diffractie-orde en vermindert het contrast van het beeldvlak. Daarom heeft de diffractie-efficiëntie van een diffractief optisch element een directe invloed op de beeldkwaliteit ervan.
Ontwikkeling van diffractieve optische elementen
Dankzij het diffractieve optische element en zijn flexibele regelgolffront ontwikkelen het optische systeem en de bijbehorende apparaten zich tot licht, geminiaturiseerd en geïntegreerd. Tot de jaren negentig was de studie van diffractieve optische elementen de voorloper in de optische sector. Deze componenten kunnen breed worden gebruikt voor lasergolffrontcorrectie, bundelprofielvorming, bundelarraygenerator, optische interconnectie, optische parallelberekening, optische satellietcommunicatie, enzovoort.
Geplaatst op: 25 mei 2023