L'elemento ottico a diffrazione è un tipo di elemento ottico ad alta efficienza di diffrazione, basato sulla teoria della diffrazione delle onde luminose e che utilizza la progettazione assistita da computer e il processo di produzione di chip semiconduttori per incidere la struttura a gradino o a rilievo continuo sul substrato (o sulla superficie di un dispositivo ottico tradizionale). Gli elementi ottici diffratti sono sottili, leggeri, di piccole dimensioni, con elevata efficienza di diffrazione, molteplici gradi di libertà di progettazione, buona stabilità termica e caratteristiche di dispersione uniche. Sono componenti importanti di molti strumenti ottici. Poiché la diffrazione porta sempre alla limitazione dell'alta risoluzione del sistema ottico, l'ottica tradizionale ha sempre cercato di evitare gli effetti negativi causati dall'effetto di diffrazione fino agli anni '60, con l'invenzione e la produzione di successo dell'olografia analogica e dell'ologramma computerizzato, nonché del diagramma di fase, che ha portato a un grande cambiamento concettuale. Negli anni '70, sebbene la tecnologia degli ologrammi computerizzati e dei diagrammi di fase stesse diventando sempre più perfezionata, era ancora difficile realizzare elementi a struttura iperfine con un'elevata efficienza di diffrazione nelle lunghezze d'onda del visibile e del vicino infrarosso, limitando così il campo di applicazione pratica degli elementi ottici diffrattivi. Negli anni '80, un gruppo di ricerca guidato da W.B. Veldkamp del MIT Lincoln Laboratory negli Stati Uniti introdusse per la prima volta la tecnologia litografica di produzione VLSI nella produzione di componenti ottici diffrattivi e propose il concetto di "ottica binaria". Successivamente, continuarono a emergere vari nuovi metodi di lavorazione, tra cui la produzione di componenti ottici diffrattivi multifunzionali e di alta qualità. Ciò promosse notevolmente lo sviluppo di elementi ottici diffrattivi.
Efficienza di diffrazione di un elemento ottico diffrattivo
L'efficienza di diffrazione è uno degli indici più importanti per valutare gli elementi ottici diffrattivi e i sistemi ottici diffrattivi misti con elementi ottici diffrattivi. Dopo che la luce attraversa l'elemento ottico diffrattivo, vengono generati più ordini di diffrazione. Generalmente, si presta attenzione solo alla luce dell'ordine di diffrazione principale. La luce degli altri ordini di diffrazione formerà luce parassita sul piano immagine dell'ordine di diffrazione principale e ridurrà il contrasto del piano immagine. Pertanto, l'efficienza di diffrazione dell'elemento ottico diffrattivo influisce direttamente sulla qualità dell'immagine dell'elemento ottico diffrattivo.
Sviluppo di elementi ottici diffrattivi
Grazie all'elemento ottico diffrattivo e al suo fronte d'onda di controllo flessibile, il sistema e il dispositivo ottico si stanno evolvendo verso la leggerezza, la miniaturizzazione e l'integrazione. Fino agli anni '90, lo studio degli elementi ottici diffrattivi è diventato l'avanguardia del campo ottico. Questi componenti possono essere ampiamente utilizzati nella correzione del fronte d'onda laser, nella formazione del profilo del fascio, nella generazione di array di fasci, nell'interconnessione ottica, nel calcolo parallelo ottico, nella comunicazione ottica satellitare e così via.
Data di pubblicazione: 25 maggio 2023