DOE-衍射光學(xué)元件基礎和優(yōu)勢

DOE光學(xué)信息概述

衍射光學(xué)元件（DOE），也稱(chēng)為衍射光學(xué)透鏡或計算機生成全息圖（CGH），是一種利用光的波動(dòng)特性來(lái)實(shí)現其功能的光學(xué)組件就用。

通常，DOE是光學(xué)窗口表面上的微浮雕結構，并帶有以預先設計的圖形衍射光的結構（可根據應用要求使用各種基底材料）。調整這些微結構的高度即可根據特定設計波長(cháng)產(chǎn)生所需的相位延遲。因此，DOE通常設計在特定波長(cháng)執行特定的光學(xué)功能，即用于單色光的激光系統。

DOE衍射光學(xué)元件的優(yōu)勢

DOE用于各種應用，對輸入光束的相位執行復雜的數學(xué)函數，以生成各種形狀和結構的輸出光束，從而提高系統性能谋屑。

例如，當使用衍射分束器時(shí)，DOE可以生成多個(gè)具有與輸入光束相似特性的、且彼此間具有預定間距的光束。衍射分束器廣泛用于需要并行處理以提高過(guò)程產(chǎn)量的應用。

衍射光學(xué)元件的另一個(gè)常見(jiàn)例子是用于生成光束的平頂分布的衍射光束整形器或衍射擴散器，其中平坦區域外的能量急劇“下降”。該能量分布使系統制造商能夠幾乎完美地利用他們的光源提供的現成能量，因為平坦區域設計為過(guò)程閾值所需的確切能量水平，因此谜罚，不會(huì )因為超過(guò)該閾值而浪費任何能量。平頂衍射光束整形器通常用于高功率材料加工應用，其中能量成本是一個(gè)重要組成因素，并且需要高精度的加工。

其他DOE衍射光學(xué)元件可能包括衍射軸棱鏡、衍射渦旋透鏡等巨葛。我們甚至可以在單個(gè)定制DOE光學(xué)表面上組合兩個(gè)或更多光學(xué)功能寒焚，以創(chuàng )建高度緊湊型光學(xué)系統或子系統，從而生成所需的準確功能。

展望未來(lái)——衍射光學(xué)元件正成為許多激光應用的“首選”解決方案

與傳統折射光學(xué)元件相比，衍射光學(xué)元件具有多個(gè)優(yōu)勢：

• DOE扁平且輕薄，使其成為注重緊湊性的系統的完美解決方案。

• DOE是無(wú)源元件，根據基底材料的不同唬悲，它可以非常堅固，因此可以在任何系統和環(huán)境條件下隨著(zhù)時(shí)間完美地預成型，包括高達數百千瓦的超高功率系統。

• 由于生產(chǎn)精度高诲疚，DOE具有完美的角度精度，幾乎沒(méi)有成型或分束角度的公差。DOE衍射光學(xué)元件生產(chǎn)過(guò)程包括光刻和蝕刻，與半導體制造相同业汰，使特征公差可以忽略不計（通常<10-5的角度）。當您在系統中使用DOE時(shí)崎枯，您知道無(wú)論是第一個(gè)、第二個(gè)、第一百個(gè)或第一千個(gè)DOE书梦，它們都將給出完全相同的角度或形狀大小。

衍射光學(xué)元件早在20多年前就已進(jìn)入工業(yè)應用，并迅速成為許多醫療呼坞、工業(yè)和研究應用的“首選”解決方案。隨著(zhù)過(guò)去幾年中激光功率成本的降低，這種趨勢越來(lái)越明顯祸鹏。

問(wèn)：衍射光學(xué)元件是什么？

答：衍射光學(xué)元件是相位浮雕元件，它使用在光學(xué)窗口基材上制造的微結構來(lái)改變通過(guò)它傳播的光的相位，從而創(chuàng )建各種復雜的光學(xué)功能。

問(wèn)：衍射光學(xué)元件與常規折射光學(xué)元件的區別是什么？

答：衍射光學(xué)實(shí)現了復雜的光學(xué)功能，而這些功能是其他單一光學(xué)組件無(wú)法獲得的恢艇，并且具有準確和恒定的特性。與折射光學(xué)元件不同匕累，衍射光學(xué)元件設計為在單一波長(cháng)下工作。

問(wèn)：衍射光學(xué)元件的有利場(chǎng)景有哪些？

答：當試圖在具有高成本光源的應用中提高激光系統的性能時(shí)，當試圖實(shí)現特定的復雜輸出能量分布時(shí)友礼，以及當設計基于單波長(cháng)光源的緊湊型光學(xué)系統時(shí)，衍射光學(xué)元件絕對是最佳選擇。

問(wèn)：哪些應用使用了衍射光學(xué)元件飘离？

答：衍射光學(xué)元件用于各種應用，包括醫療巧号、材料加工删潦、研究和3D傳感應用。