Ein optisches Beugungselement ist eine Art optisches Element mit hoher Beugungseffizienz, das auf der Beugungstheorie von Lichtwellen basiert und computergestütztes Design und Halbleiterchip-Herstellungsverfahren verwendet, um die Stufen- oder kontinuierliche Reliefstruktur auf dem Substrat (oder der Oberfläche) zu ätzen eines herkömmlichen optischen Geräts).Beugte optische Elemente sind dünn, leicht, klein, mit hoher Beugungseffizienz, mehreren Gestaltungsfreiheitsgraden, guter thermischer Stabilität und einzigartigen Dispersionseigenschaften.Sie sind wichtige Bestandteile vieler optischer Instrumente.Da Beugung immer zu einer Einschränkung der hohen Auflösung optischer Systeme führt, versucht die traditionelle Optik stets, die durch Beugungseffekte verursachten nachteiligen Auswirkungen zu vermeiden, bis in den 1960er Jahren die Erfindung und erfolgreiche Produktion analoger Holographie und Computerhologramme sowie Phasendiagramme dazu führten große konzeptänderung.Obwohl die Technologie des Computerhologramms und des Phasendiagramms in den 1970er Jahren immer perfekter wurde, war es immer noch schwierig, Hyperfeinstrukturelemente mit hoher Beugungseffizienz im sichtbaren und nahinfraroten Wellenlängenbereich herzustellen, was den praktischen Anwendungsbereich diffraktiver optischer Elemente einschränkte .In den 1980er Jahren führte eine Forschungsgruppe unter der Leitung von WBVeldkamp vom MIT Lincoln Laboratory in den Vereinigten Staaten erstmals die Lithographietechnologie der VLSI-Herstellung in die Produktion diffraktiver optischer Komponenten ein und schlug das Konzept der „binären Optik“ vor.Danach entstehen immer wieder neue Verarbeitungsmethoden, darunter auch die Herstellung hochwertiger und multifunktionaler diffraktiver optischer Komponenten.Dadurch wurde die Entwicklung diffraktiver optischer Elemente erheblich vorangetrieben.
Beugungseffizienz eines diffraktiven optischen Elements
Die Beugungseffizienz ist einer der wichtigen Indizes zur Bewertung diffraktiver optischer Elemente und gemischter diffraktiver optischer Systeme mit diffraktiven optischen Elementen.Nachdem das Licht das diffraktive optische Element passiert hat, werden mehrere Beugungsordnungen erzeugt.Im Allgemeinen wird nur das Licht der Hauptbeugungsordnung berücksichtigt.Das Licht anderer Beugungsordnungen erzeugt Streulicht auf der Bildebene der Hauptbeugungsordnung und verringert den Kontrast der Bildebene.Daher wirkt sich die Beugungseffizienz des diffraktiven optischen Elements direkt auf die Abbildungsqualität des diffraktiven optischen Elements aus.
Entwicklung diffraktiver optischer Elemente
Aufgrund des diffraktiven optischen Elements und seiner flexiblen Steuerwellenfront werden das optische System und das Gerät zu Licht entwickelt, miniaturisiert und integriert.Bis in die 1990er Jahre stand die Untersuchung diffraktiver optischer Elemente im Vordergrund des optischen Bereichs.Diese Komponenten können in großem Umfang bei der Laserwellenfrontkorrektur, der Strahlprofilbildung, dem Strahlarray-Generator, der optischen Verbindung, der optischen Parallelberechnung, der optischen Satellitenkommunikation usw. eingesetzt werden.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 25. Mai 2023