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  • 衍射光學(xué)元件的原理及其發(fā)展

    作者:佚名 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò )文檔 時(shí)間:2023-03-22 12:47 閱讀:1177 [投稿]
    衍射光學(xué)元件是基于光波的衍射理論,利用計算機輔助設計,并通過(guò)半導體芯片制造工藝,在基片上刻蝕產(chǎn)生臺階型或連續浮雕結構,形成同軸再現、且具有很高衍射效率的一類(lèi)光學(xué)元件。

    衍射光學(xué)元件是基于光波的衍射理論,利用計算機輔助設計,并通過(guò)半導體芯片制造工藝,在基片上(或傳統光學(xué)器件表面)刻蝕產(chǎn)生臺階型或連續浮雕結構,形成同軸再現、且具有很高衍射效率的一類(lèi)光學(xué)元件。衍射光學(xué)元件薄而輕,體積小,還具有高衍射效率、多設計自由度、良好的熱穩定性和獨特的色散特性,是諸多光學(xué)儀器的重要元件。由于衍射總是導致光學(xué)系統的高分辯率受到限制,傳統的光學(xué)總是盡量避免衍射效應造成的不利影響,直到60年代,隨著(zhù)模擬全息術(shù)和計算機全息圖以及相息圖的發(fā)明和成功地制作引起了觀(guān)念上的重大變革。到了70年代,盡管計算機全息圖和相息圖的技日臻完善,但是制作在可見(jiàn)光和近紅外光波段內具有高衍射效率的超精細結構元件仍面臨困難,因而限制了衍射光學(xué)元件的實(shí)際應用范圍,到了80年代,由美國MIT林肯實(shí)驗室的W.B.Veldkamp領(lǐng)導的研究組先將制造超大規模集成電路(VLSI)的光刻技術(shù)引入衍射光學(xué)元件的制作中,提出了“二元光學(xué)”的概念,之后各種新型的加工制作方法不斷涌現,高質(zhì)量的和多功能的衍射光學(xué)元件制作,從而很大的推動(dòng)了衍射光學(xué)元件的發(fā)展。


    衍射光學(xué)元件的衍射效率

    衍射效率是評價(jià)衍射光學(xué)元件以及含有衍射光學(xué)元件的折衍射混合光學(xué)系統的重要指標之一。光線(xiàn)通過(guò)衍射光學(xué)元件后,會(huì )產(chǎn)生多個(gè)衍射級次,一般只是關(guān)注主衍射級次的光線(xiàn),其他衍射級次的光線(xiàn)在主衍射級像面上形成雜散光,降低像面的對比度。因此,衍射光學(xué)元件的衍射效率直接影響到衍射光學(xué)元件的成像質(zhì)量。

    衍射光學(xué)元件的發(fā)展

    由于衍射光學(xué)元件及其靈活的控制波前,集多功能與一體和可復制的優(yōu)良特性視光學(xué)系統及器件向輕型化,微型化和集成化發(fā)展。到了90年代至今,衍射光學(xué)元件的研究已成為光學(xué)界的前沿工作。這些元件可廣泛運用于激光波面的矯正,光束剖面成形,光束陣列發(fā)生器,光學(xué)互連,光學(xué)平行計算,衛星光通信等方面。

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