Phần tử quang học nhiễu xạ là một loại phần tử quang học có hiệu suất nhiễu xạ cao, dựa trên lý thuyết nhiễu xạ của 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 hoặc liên tục trên chất nền (hoặc bề mặt của thiết bị quang học truyền thống). Các phần tử 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. Vì nhiễu xạ luôn dẫn đến hạn chế về độ phân giải cao của hệ thống quang học, nên 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 và ảnh ba chiều máy tính cũng như sơ đồ pha đã gây ra 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 vẫn khó tạo ra các phần tử có cấu trúc siêu mịn có hiệu suất nhiễu xạ cao ở bước sóng khả kiến và gần hồng ngoại, do đó hạn chế phạm vi ứng dụng thực tế của các phần tử quang học nhiễu xạ. Vào những năm 1980, một nhóm nghiên cứu do WBVeldkamp từ Phòng thí nghiệm Lincoln của MIT tại Hoa Kỳ dẫn đầu đã lần đầu tiên đưa công nghệ quang khắc của chế tạo VLSI vào sản xuất các thành phần quang học nhiễu xạ và đề xuất khái niệm “quang học nhị phân”. Sau đó, nhiều phương pháp xử lý mới tiếp tục xuất hiện, bao gồm sản xuất các thành phần quang học nhiễu xạ chất lượng cao và đa chức năng. Do đó đã thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển của các thành phần 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. Nhìn chung, chỉ có ánh sáng của bậc nhiễu xạ chính được chú ý đến. Ánh sáng của các bậc nhiễu xạ khác sẽ tạo thành 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 có thành phần quang học nhiễu xạ và mặt sóng điều khiển linh hoạt của nó, hệ thống quang học và thiết bị 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 của lĩnh vực quang học. Các thành phần này có thể được sử dụng rộng rãi trong hiệu chỉnh mặt sóng laser, tạo hình chùm tia, máy phát 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