Elemento óptico de difração é um tipo de elemento óptico com alta eficiência de difração, que se baseia na teoria de difração de ondas de luz e utiliza projeto auxiliado por computador e processo de fabricação de chips semicondutores para gravar a estrutura em degrau ou relevo contínuo no substrato (ou na superfície de dispositivos ópticos tradicionais). Elementos ópticos difratados são finos, leves, de tamanho pequeno, com alta eficiência de difração, múltiplos graus de liberdade de projeto, boa estabilidade térmica e características de dispersão únicas. Eles são componentes importantes de muitos instrumentos ópticos. Como a difração sempre leva à limitação da alta resolução do sistema óptico, a óptica tradicional sempre tenta evitar os efeitos adversos causados pelo efeito de difração até a década de 1960, com a invenção e a produção bem-sucedida da holografia analógica e do holograma de computador, bem como do diagrama de fases, causando uma grande mudança no conceito. Na década de 1970, embora a tecnologia de hologramas computacionais e diagramas de fase estivesse se tornando cada vez mais perfeita, ainda era difícil produzir elementos de estrutura hiperfina com alta eficiência de difração nos comprimentos de onda do visível e do infravermelho próximo, limitando assim a gama de aplicações práticas dos elementos ópticos difrativos. Na década de 1980, um grupo de pesquisa liderado por WB Veldkamp, do Laboratório Lincoln do MIT, nos Estados Unidos, introduziu pela primeira vez a tecnologia de litografia da fabricação VLSI na produção de componentes ópticos difrativos e propôs o conceito de "óptica binária". Desde então, vários novos métodos de processamento continuaram a surgir, incluindo a produção de componentes ópticos difrativos multifuncionais e de alta qualidade. Assim, promoveu-se significativamente o desenvolvimento de elementos ópticos difrativos.
Eficiência de difração de um elemento óptico difrativo
A eficiência de difração é um dos índices importantes para avaliar elementos ópticos difrativos e sistemas ópticos difrativos mistos com elementos ópticos difrativos. Após a luz passar pelo elemento óptico difrativo, múltiplas ordens de difração serão geradas. Geralmente, apenas a luz da ordem de difração principal é considerada. A luz de outras ordens de difração formará luz difusa no plano da imagem da ordem de difração principal, reduzindo o contraste do plano da imagem. Portanto, a eficiência de difração do elemento óptico difrativo afeta diretamente a qualidade da imagem.
Desenvolvimento de elementos ópticos difrativos
Devido ao elemento óptico difrativo e sua frente de onda de controle flexível, o sistema óptico e o dispositivo estão se desenvolvendo para serem leves, miniaturizados e integrados. Até a década de 1990, o estudo de elementos ópticos difrativos se tornou a vanguarda do campo óptico. Esses componentes podem ser amplamente utilizados em correção de frente de onda de laser, formação de perfil de feixe, gerador de matriz de feixe, interconexão óptica, cálculo de paralelo óptico, comunicação óptica via satélite, entre outros.
Data de publicação: 25 de maio de 2023