Diffraktio-optinen elementti on eräänlainen optinen elementti, jolla on korkea diffraktiotehokkuus. Se perustuu valoaallon diffraktioteoriaan ja käyttää tietokoneavusteista suunnittelua ja puolijohdesirun valmistusprosessia porrastetun tai jatkuvan kohokuviorakenteen syövyttämiseen alustalle (tai perinteisen optisen laitteen pinnalle). Diffraktoituneet optiset elementit ovat ohuita, kevyitä, pienikokoisia, ja niillä on korkea diffraktiotehokkuus, useita suunnitteluvapausasteita, hyvä lämmönkestävyys ja ainutlaatuiset dispersio-ominaisuudet. Ne ovat tärkeitä komponentteja monissa optisissa instrumenteissa. Koska diffraktio johtaa aina optisen järjestelmän korkean resoluution rajoittumiseen, perinteinen optiikka pyrki aina välttämään diffraktiovaikutuksen aiheuttamia haitallisia vaikutuksia, kunnes 1960-luvulla analogisen holografian ja tietokonehologrammin sekä faasidiagrammin keksiminen ja onnistunut tuotanto aiheutti suuren muutoksen konseptissa. Vaikka 1970-luvulla tietokonehologrammin ja faasidiagrammin teknologia kehittyi yhä täydellisemmäksi, oli edelleen vaikeaa valmistaa hyperhienoja rakenne-elementtejä, joilla oli korkea diffraktiotehokkuus näkyvillä ja lähi-infrapuna-aallonpituuksilla, mikä rajoitti diffraktiivisten optisten elementtien käytännön sovellusaluetta. 1980-luvulla WBVeldkampin johtama tutkimusryhmä MIT Lincolnin laboratoriosta Yhdysvalloista esitteli ensimmäisenä VLSI-valmistuksen litografiatekniikan diffraktiivisten optisten komponenttien tuotannossa ja esitti "binäärioptiikan" käsitteen. Tämän jälkeen on jatkuvasti kehitetty uusia prosessointimenetelmiä, mukaan lukien korkealaatuisten ja monitoimisten diffraktiivisten optisten komponenttien tuotanto. Tämä on edistänyt merkittävästi diffraktiivisten optisten elementtien kehitystä.
Diffraktiivisen optisen elementin diffraktiotehokkuus
Diffraktiotehokkuus on yksi tärkeimmistä indekseistä arvioitaessa diffraktiivisia optisia elementtejä ja diffraktiivisia optisia elementtejä sisältäviä sekajärjestelmiä. Kun valo kulkee diffraktiivisen optisen elementin läpi, syntyy useita diffraktiokertoja. Yleensä vain päädiffraktiokertoimen valoon kiinnitetään huomiota. Muiden diffraktiokertoimien valo muodostaa hajavaloa päädiffraktiokertoimen kuvatasossa ja vähentää kuvatason kontrastia. Siksi diffraktiivisen optisen elementin diffraktiotehokkuus vaikuttaa suoraan diffraktiivisen optisen elementin kuvanlaatuun.
Diffraktiivisten optisten elementtien kehitys
Diffraktiivisen optisen elementin ja sen joustavan ohjausaaltorintaman ansiosta optinen järjestelmä ja laite kehittyvät valoa, miniatyyrisoidaan ja integroidaan. 1990-luvulle asti diffraktiivisten optisten elementtien tutkimus oli optisen alan eturintamassa. Näitä komponentteja voidaan käyttää laajalti laseraaltorintaman korjauksessa, sädeprofiilin muodostamisessa, sädematriisigeneraattorissa, optisessa yhteenliittämisessä, optisessa rinnakkaislaskennassa, satelliittien optisessa tietoliikenteessä ja niin edelleen.
Julkaisun aika: 25.5.2023