Principe et développement des éléments optiques diffractifs

L'élément optique de diffraction est une sorte d'élément optique à haute efficacité de diffraction, basé sur la théorie de la diffraction des ondes lumineuses et utilisant un processus de conception assistée par ordinateur et de fabrication de puces semi-conductrices pour graver l'étape ou la structure en relief continue sur le substrat (ou la surface). du dispositif optique traditionnel). Les éléments optiques diffractés sont fins, légers, de petite taille, avec une efficacité de diffraction élevée, plusieurs degrés de liberté de conception, une bonne stabilité thermique et des caractéristiques de dispersion uniques. Ce sont des composants importants de nombreux instruments optiques. Puisque la diffraction conduit toujours à la limitation de la haute résolution du système optique, l'optique traditionnelle essaie toujours d'éviter les effets néfastes provoqués par l'effet de diffraction jusqu'aux années 1960, avec l'invention et la production réussie de l'holographie analogique et de l'hologramme informatique ainsi que du diagramme de phase. grand changement de concept. Dans les années 1970, bien que la technologie des hologrammes informatiques et des diagrammes de phase devienne de plus en plus perfectionnée, il était encore difficile de fabriquer des éléments à structure hyperfine avec une efficacité de diffraction élevée dans les longueurs d'onde visibles et proches de l'infrarouge, limitant ainsi la gamme d'applications pratiques des éléments optiques diffractifs. . Dans les années 1980, un groupe de recherche dirigé par WBVeldkamp du laboratoire Lincoln du MIT aux États-Unis a introduit pour la première fois la technologie de lithographie de fabrication VLSI dans la production de composants optiques diffractifs et a proposé le concept d'« optique binaire ». Après cela, diverses nouvelles méthodes de traitement continuent d’émerger, notamment la production de composants optiques diffractifs multifonctionnels et de haute qualité. Cela a grandement favorisé le développement d’éléments optiques diffractifs.

Efficacité de diffraction d'un élément optique diffractif

L'efficacité de diffraction est l'un des indices importants pour évaluer les éléments optiques diffractifs et les systèmes optiques diffractifs mixtes avec des éléments optiques diffractifs. Une fois que la lumière traverse l'élément optique diffractif, plusieurs ordres de diffraction seront générés. Généralement, seule la lumière de l’ordre de diffraction principal est prise en compte. La lumière des autres ordres de diffraction formera une lumière parasite sur le plan image de l'ordre de diffraction principal et réduira le contraste du plan image. Par conséquent, l’efficacité de diffraction de l’élément optique diffractif affecte directement la qualité d’imagerie de l’élément optique diffractif.

Développement d'éléments optiques diffractifs

Grâce à l'élément optique diffractif et à son front d'onde de contrôle flexible, le système et le dispositif optique évoluent vers la lumière, miniaturisés et intégrés. Jusque dans les années 1990, l’étude des éléments optiques diffractifs est devenue l’avant-garde du domaine optique. Ces composants peuvent être largement utilisés dans la correction du front d'onde laser, la formation de profils de faisceau, le générateur de réseaux de faisceaux, l'interconnexion optique, le calcul optique parallèle, la communication optique par satellite, etc.