עיקרון ופיתוח של אלמנטים אופטיים עקיפים

אלמנט אופטי עקיפה הוא סוג של אלמנט אופטי בעל יעילות עקיפה גבוהה, המבוסס על תיאוריית העקיפה של גלי האור ומשתמש בתכנון בעזרת מחשב ובתהליך ייצור שבב מוליכים למחצה כדי לחרוט את המדרגה או מבנה התבליט הרציף על המצע (או על פני השטח) של מכשיר אופטי מסורתי). אלמנטים אופטיים מפורקים הם דקים, קלים, קטנים בגודלם, עם יעילות עקיפה גבוהה, דרגות עיצוב מרובות של חופש, יציבות תרמית טובה ומאפייני פיזור ייחודיים. הם מרכיבים חשובים של מכשירים אופטיים רבים. מכיוון שעקיפה תמיד מובילה להגבלה של רזולוציה גבוהה של מערכת אופטית, האופטיקה המסורתית תמיד מנסה להימנע מההשפעות השליליות שנגרמו על ידי אפקט העקיפה עד שנות ה-60, עם ההמצאה והייצור המוצלח של הולוגראפיה אנלוגית והולוגרמה ממוחשבת, כמו גם דיאגרמת פאזות. שינוי גדול בקונספט. בשנות ה-70, למרות שהטכנולוגיה של הולוגרמה ממוחשבת ודיאגרמת פאזה הפכה מושלמת יותר ויותר, עדיין היה קשה ליצור אלמנטים של מבנה היפר-דק עם יעילות עקיפה גבוהה באורכי גל גלויים וקרובים לאינפרא אדום, ובכך להגביל את טווח היישום המעשי של אלמנטים אופטיים עקיפים. . בשנות ה-80, קבוצת מחקר בראשות WBVeldkamp ממעבדת MIT לינקולן בארצות הברית הציגה לראשונה את טכנולוגיית הליתוגרפיה של ייצור VLSI לייצור רכיבים אופטיים עקיפים, והציעה את המושג "אופטיקה בינארית". לאחר מכן, ממשיכות לצוץ שיטות עיבוד חדשות שונות, כולל ייצור של רכיבים אופטיים דיפרקטיביים איכותיים ורב-תכליתיים. כך קידם מאוד את הפיתוח של אלמנטים אופטיים עקיפים.

יעילות עקיפה של אלמנט אופטי עקיף

יעילות עקיפה היא אחד המדדים החשובים להערכת אלמנטים אופטיים עקיפים ומערכות אופטיות עקיפות מעורבות עם אלמנטים אופטיים עקיפים. לאחר שהאור עובר דרך האלמנט האופטי הדיפרקטיבי, ייווצרו סדרי עקיפה מרובים. בדרך כלל, שמים לב רק לאור של סדר הדיפרקציה הראשי. האור של סדרי עקיפה אחרים יצור אור תועה במישור התמונה של סדר הדיפרקציה הראשי ויקטין את הניגודיות של מישור התמונה. לכן, יעילות הדיפרקציה של אלמנט אופטי עקיף משפיעה ישירות על איכות ההדמיה של אלמנט אופטי עקיף.

פיתוח אלמנטים אופטיים עקיפים

בשל האלמנט האופטי הדיפרקטיבי וחזית גלי הבקרה הגמישה שלו, המערכת האופטית והמכשיר מתפתחים לאור, ממוזער ומשולב. עד שנות ה-90, חקר אלמנטים אופטיים עקיפים הפך לחזית התחום האופטי. ניתן להשתמש ברכיבים אלה באופן נרחב בתיקון חזית גל לייזר, יצירת פרופיל קרן, מחולל מערך קרן, חיבור אופטי, חישוב מקבילי אופטי, תקשורת אופטית לוויינית וכן הלאה.