Difrakčný optický prvok je druh optického prvku s vysokou difrakčnou účinnosťou, ktorý je založený na difrakčnej teórii svetelných vĺn a využíva počítačom podporovaný návrh a proces výroby polovodičových čipov na leptanie stupňovitej alebo súvislej reliéfnej štruktúry na substrát (alebo povrch tradičného optického zariadenia). Difrakčné optické prvky sú tenké, ľahké, malé, s vysokou difrakčnou účinnosťou, viacerými stupňami voľnosti, dobrou tepelnou stabilitou a jedinečnými disperznými charakteristikami. Sú dôležitými súčasťami mnohých optických prístrojov. Keďže difrakcia vždy vedie k obmedzeniu vysokého rozlíšenia optického systému, tradičná optika sa vždy snažila vyhnúť nepriaznivým účinkom spôsobeným difrakčným efektom až do 60. rokov 20. storočia, keď vynález a úspešná výroba analógovej holografie a počítačového hologramu, ako aj fázového diagramu, spôsobili veľkú zmenu v koncepcii. V 70. rokoch 20. storočia, hoci sa technológia počítačového hologramu a fázového diagramu stávala čoraz dokonalejšou, bolo stále ťažké vyrobiť prvky hyperjemnej štruktúry s vysokou difrakčnou účinnosťou vo viditeľnom a blízkom infračervenom spektre vlnových dĺžok, čo obmedzovalo praktický rozsah použitia difrakčných optických prvkov. V 80. rokoch 20. storočia výskumná skupina vedená W. B. Veldkampom z laboratória MIT Lincoln v Spojených štátoch prvýkrát zaviedla litografickú technológiu VLSI do výroby difrakčných optických komponentov a navrhla koncept „binárnej optiky“. Následne sa objavujú rôzne nové metódy spracovania vrátane výroby vysokokvalitných a multifunkčných difrakčných optických komponentov. Tým sa výrazne podporil vývoj difrakčných optických prvkov.
Difrakčná účinnosť difrakčného optického prvku
Difrakčná účinnosť je jedným z dôležitých ukazovateľov na hodnotenie difrakčných optických prvkov a zmiešaných difrakčných optických systémov s difrakčnými optickými prvkami. Po prechode svetla difrakčným optickým prvkom sa vygeneruje viacero difrakčných rádov. Vo všeobecnosti sa pozornosť venuje iba svetlu hlavného difrakčného rádu. Svetlo iných difrakčných rádov bude vytvárať rozptýlené svetlo v obrazovej rovine hlavného difrakčného rádu a znižovať kontrast obrazovej roviny. Difrakčná účinnosť difrakčného optického prvku preto priamo ovplyvňuje kvalitu obrazu difrakčného optického prvku.
Vývoj difrakčných optických prvkov
Vďaka difrakčnému optickému prvku a jeho flexibilnému riadiacemu vlnovému frontu sa optické systémy a zariadenia vyvíjajú tak, aby boli ľahké, miniaturizované a integrované. Až do 90. rokov 20. storočia sa štúdium difrakčných optických prvkov stalo popredným v optickej oblasti. Tieto komponenty sa dajú široko používať pri korekcii laserového vlnového frontu, formovaní profilu lúča, generátore lúčových polí, optickom prepojení, optickom paralelnom výpočte, satelitnej optickej komunikácii atď.
Čas uverejnenia: 25. mája 2023