L'élément optique de diffraction est un élément optique à haute efficacité de diffraction. Il repose sur la théorie de la diffraction des ondes lumineuses et utilise la conception assistée par ordinateur et la fabrication de puces semi-conductrices pour graver une structure en relief continue ou en escalier sur le substrat (ou la surface d'un dispositif optique traditionnel). Les éléments optiques diffractés sont fins, légers et compacts, présentent une haute efficacité de diffraction, de multiples degrés de liberté de conception, une bonne stabilité thermique et des caractéristiques de dispersion uniques. Ils sont des composants importants de nombreux instruments optiques. La diffraction limitant systématiquement la haute résolution des systèmes optiques, l'optique traditionnelle a toujours cherché à éviter les effets néfastes de la diffraction jusqu'aux années 1960. L'invention et la production réussie de l'holographie analogique, de l'hologramme informatique et du diagramme de phase ont profondément transformé les concepts. Dans les années 1970, malgré le perfectionnement constant des technologies d'hologrammes et de diagrammes de phase, la fabrication d'éléments à structure hyperfine présentant une efficacité de diffraction élevée dans le visible et le proche infrarouge demeurait difficile, limitant ainsi le champ d'application pratique des éléments optiques diffractifs. Dans les années 1980, un groupe de recherche dirigé par WB Veldkamp, du laboratoire Lincoln du MIT aux États-Unis, a introduit la technologie de lithographie VLSI dans la production de composants optiques diffractifs et a proposé le concept d'« optique binaire ». Par la suite, de nouvelles méthodes de traitement ont continué d'émerger, notamment pour la production de composants optiques diffractifs multifonctionnels et de haute qualité. Ce développement a considérablement stimulé le développement des éléments optiques diffractifs.
Efficacité de diffraction d'un élément optique diffractif
L'efficacité de diffraction est un indice important pour évaluer les éléments optiques diffractifs et les systèmes optiques diffractifs mixtes. Après le passage de la lumière à travers l'élément optique diffractif, plusieurs ordres de diffraction sont générés. Généralement, seule la lumière de l'ordre de diffraction principal est prise en compte. La lumière des autres ordres de diffraction forme une lumière parasite sur le plan image de l'ordre de diffraction principal et réduit le contraste de ce plan. Par conséquent, l'efficacité de diffraction d'un élément optique diffractif affecte directement sa qualité d'image.
Développement d'éléments optiques diffractifs
Grâce à l'élément optique diffractif et à son front d'onde de contrôle flexible, les systèmes et dispositifs optiques évoluent vers la lumière, la miniaturisation et l'intégration. Jusqu'aux années 1990, l'étude des éléments optiques diffractifs était au cœur du domaine optique. Ces composants sont largement utilisés dans la correction du front d'onde laser, la formation de profils de faisceaux, la génération de réseaux de faisceaux, l'interconnexion optique, le calcul parallèle optique, la communication optique par satellite, etc.
Date de publication : 25 mai 2023