עקרון ופיתוח של אלמנטים אופטיים דיפרקטיביים

אלמנט אופטי של דיפרקציה הוא סוג של אלמנט אופטי עם יעילות דיפרקציה גבוהה, המבוססת על תורת ההפרדה של גל האור ומשתמשת בעיצוב בעזרת מחשב ובתהליך ייצור שבבי מוליכים למחצה כדי לחרוט את מבנה הצעד או ההקלה המתמשכת על המצע (או על פני המכשיר האופטי המסורתי). אלמנטים אופטיים שונים הם דקים, קלים, קטנים בגודל, עם יעילות דיפרקציה גבוהה, דרגות עיצוב מרובות של חופש, יציבות תרמית טובה ומאפייני פיזור ייחודיים. הם רכיבים חשובים של מכשירים אופטיים רבים. מכיוון שהדיפרקציה תמיד מובילה להגבלת הרזולוציה הגבוהה של המערכת האופטית, אופטיקה מסורתית מנסה תמיד להימנע מההשפעות השליליות הנגרמות כתוצאה מהשפעת דיפרקציה עד שנות השישים, עם ההמצאה והייצור המוצלח של הולוגרפיה אנלוגית והולוגרמה ממוחשבת וכן תרשים שלב גרמו לשינוי גדול במושג. בשנות השבעים, אף על פי שהטכנולוגיה של הולוגרמה ממוחשבת ותרשים שלב הפכה למושלמת יותר ויותר, עדיין היה קשה ליצור אלמנטים של מבנה היפר -פיני עם יעילות דיפרקציה גבוהה באורכי גל אינפרא אדום גלויים וכמעט, ובכך מגביל את טווח היישומים המעשי של אלמנטים אופטיים דיפרקטיביים. בשנות השמונים, קבוצת מחקר בהנהגת WBVELDKAMP ממעבדת MIT LINCOLN בארצות הברית הציגה לראשונה את טכנולוגיית הליטוגרפיה של ייצור VLSI לייצור רכיבים אופטיים דיפרקטיביים, והציעה את הרעיון של "אופטיקה בינארית". לאחר מכן, שיטות עיבוד חדשות שונות ממשיכות להופיע, כולל ייצור של רכיבים אופטיים דיפרקטיביים איכותיים ורב-פונקציונליים. כך קידם מאוד את התפתחותם של אלמנטים אופטיים דיפרקטיביים.

יעילות דיפרקציה של אלמנט אופטי דיפרקטיבי

יעילות דיפרקציה היא אחד האינדקסים החשובים להערכת אלמנטים אופטיים דיפרקטיביים ומערכות אופטיות דיפרקטיביות מעורבות עם אלמנטים אופטיים דיפרקטיביים. לאחר שהאור עובר דרך האלמנט האופטי הדיפרקטיבי, ייווצרו סדרי דיפרקציה מרובים. באופן כללי, רק אור של צו ההפרדה העיקרי שם. האור של סדרי דיפרקציה אחרים יוצר אור תועה על מישור התמונה של סדר ההפרדה העיקרי ויפחית את הניגודיות של מישור התמונה. לפיכך, יעילות ההפרדה של יסוד אופטי דיפרקטיבי משפיעה ישירות על איכות ההדמיה של יסוד אופטי דיפרקטיבי.

פיתוח אלמנטים אופטיים דיפרקטיביים

בשל האלמנט האופטי הדיפרקטיבי וחזית גל השליטה הגמישה שלו, המערכת וההתקן האופטי מתפתחים לאור, מיניאטוריים ומשולבים. עד שנות התשעים, המחקר של אלמנטים אופטיים דיפרקטיביים הפך לחזית השדה האופטי. ניתן להשתמש ברכיבים אלה באופן נרחב בתיקון חזית גל לייזר, יצירת פרופיל קרן, מחולל מערך קרן, חיבור אופטי, חישוב מקביל אופטי, תקשורת אופטית לוויינית וכן הלאה.