回折光学素子の原理と開発

回折光学素子は、高い回折効率を持つ光学素子の一種であり、光波の回折理論に基づいており、コンピューター支援設計と半導体チップ製造プロセスを使用して、基板（または表面）に段差または連続レリーフ構造をエッチングします。従来の光学デバイスの）。回折光学素子は、薄く、軽く、サイズが小さく、高い回折効率、複数の設計自由度、優れた熱安定性、および独特の分散特性を備えています。これらは多くの光学機器の重要なコンポーネントです。回折は常に光学系の高解像度の限界につながるため、従来の光学系は 1960 年代までは常に回折効果による悪影響を回避しようと努めていましたが、アナログ ホログラフィーとコンピュータ ホログラム、および位相図の発明と製造の成功により、コンセプトの大きな変化。 1970年代、計算機ホログラムや位相図の技術は完成度を高めつつあったものの、可視・近赤外波長において回折効率の高い超微細構造素子を作製することは依然として難しく、回折光学素子の実用範囲は限られていました。 。 1980年代、米国MITリンカーン研究所のWBVeldkamp氏らの研究グループが初めてVLSI製造のリソグラフィ技術を回折光学部品の製造に導入し、「バイナリオプティクス」という概念を提案した。その後も、高品質かつ多機能な回折光学部品の製造など、さまざまな新しい加工法が次々と登場しています。こうして回折光学素子の開発は大きく推進されました。

回折光学素子の回折効率

回折効率は、回折光学素子や回折光学素子を用いた混合回折光学系を評価するための重要な指標の一つである。光が回折光学素子を通過すると、複数の回折次数が生成されます。一般に、主回折次数の光のみに注目します。他の回折次数の光は、主回折次数の像面上に迷光を形成し、像面のコントラストを低下させます。したがって、回折光学素子の回折効率は回折光学素子の結像品質に直接影響します。

回折光学素子の開発

回折光学素子とその柔軟な波面制御により、光学系やデバイスの軽量化、小型化、集積化が進んでいます。 1990 年代までは、回折光学素子の研究が光学分野の最前線でした。これらのコンポーネントは、レーザー波面補正、ビームプロファイル形成、ビームアレイ発生器、光インターコネクション、光並列計算、衛星光通信などに幅広く使用できます。