Linh kiện quang học nhiễu xạ là một loại linh kiện quang học có hiệu suất nhiễu xạ cao, dựa trên lý thuyết nhiễu xạ sóng ánh sáng và sử dụng thiết kế hỗ trợ máy tính và quy trình sản xuất chip bán dẫn để khắc cấu trúc bậc thang hoặc cấu trúc liên tục trên đế (hoặc bề mặt của thiết bị quang học truyền thống). Linh kiện quang học nhiễu xạ mỏng, nhẹ, kích thước nhỏ, có hiệu suất nhiễu xạ cao, nhiều bậc tự do thiết kế, độ ổn định nhiệt tốt và đặc tính tán sắc độc đáo. Chúng là thành phần quan trọng của nhiều thiết bị quang học. Do nhiễu xạ luôn dẫn đến hạn chế về độ phân giải cao của hệ thống quang học, quang học truyền thống luôn cố gắng tránh những tác động bất lợi do hiệu ứng nhiễu xạ gây ra cho đến những năm 1960, với việc phát minh và sản xuất thành công ảnh ba chiều tương tự, ảnh ba chiều máy tính cũng như sơ đồ pha đã dẫn đến một sự thay đổi lớn về khái niệm. Vào những năm 1970, mặc dù công nghệ ảnh ba chiều máy tính và sơ đồ pha ngày càng hoàn thiện, nhưng việc chế tạo các linh kiện có cấu trúc siêu mịn với hiệu suất nhiễu xạ cao ở bước sóng khả kiến và cận hồng ngoại vẫn còn khó khăn, do đó hạn chế phạm vi ứng dụng thực tế của linh kiện quang học nhiễu xạ. Vào những năm 1980, một nhóm nghiên cứu do WBVeldkamp từ Phòng thí nghiệm Lincoln thuộc Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) tại Hoa Kỳ dẫn đầu đã lần đầu tiên áp dụng công nghệ quang khắc VLSI vào sản xuất linh kiện quang học nhiễu xạ, đồng thời đề xuất khái niệm "quang học nhị phân". Sau đó, nhiều phương pháp xử lý mới liên tục xuất hiện, bao gồm cả việc sản xuất các linh kiện quang học nhiễu xạ đa chức năng và chất lượng cao, góp phần thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển của các linh kiện quang học nhiễu xạ.
Hiệu suất nhiễu xạ của một phần tử quang học nhiễu xạ
Hiệu suất nhiễu xạ là một trong những chỉ số quan trọng để đánh giá các thành phần quang học nhiễu xạ và hệ thống quang học nhiễu xạ hỗn hợp với các thành phần quang học nhiễu xạ. Sau khi ánh sáng đi qua thành phần quang học nhiễu xạ, nhiều bậc nhiễu xạ sẽ được tạo ra. Thông thường, chỉ có ánh sáng của bậc nhiễu xạ chính được chú ý. Ánh sáng của các bậc nhiễu xạ khác sẽ tạo ra ánh sáng lạc trên mặt phẳng ảnh của bậc nhiễu xạ chính và làm giảm độ tương phản của mặt phẳng ảnh. Do đó, hiệu suất nhiễu xạ của thành phần quang học nhiễu xạ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng hình ảnh của thành phần quang học nhiễu xạ.
Phát triển các thành phần quang học nhiễu xạ
Nhờ thành phần quang học nhiễu xạ và mặt sóng điều khiển linh hoạt của nó, hệ thống và thiết bị quang học đang phát triển theo hướng ánh sáng, thu nhỏ và tích hợp. Cho đến những năm 1990, nghiên cứu về thành phần quang học nhiễu xạ đã trở thành lĩnh vực hàng đầu trong lĩnh vực quang học. Các thành phần này có thể được sử dụng rộng rãi trong hiệu chỉnh mặt sóng laser, định hình chùm tia, tạo mảng chùm tia, kết nối quang học, tính toán song song quang học, truyền thông quang học vệ tinh, v.v.
Thời gian đăng: 25-05-2023