衍射光學(xué)元件的發(fā)展歷程
傳統(tǒng)光學(xué)的發(fā)展已經(jīng)走過(guò)了幾百年的歷史，近代光學(xué)信息處理原則可追溯到1837年E.Abbe所做的研究工作；60年代激光的出現(xiàn)跟促使光學(xué)技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。技術(shù)與應(yīng)用的發(fā)展總是相互的，應(yīng)用的發(fā)展對(duì)光學(xué)元件的發(fā)展也提出來(lái)新的要求。傳統(tǒng)的基于折射反射原理的光學(xué)元件如透鏡、棱鏡等，大都以機(jī)械方式加工，其制造工藝復(fù)雜，元件的尺寸和重量大，已經(jīng)滿足不了當(dāng)前各種應(yīng)用走向集成化、一體化的趨勢(shì)；研制小型、高效、陣列化的光學(xué)元件已成為近年來(lái)光學(xué)界的熱門(mén)前沿之一。
衍射光學(xué)元件
衍射光學(xué)元件源于全息光學(xué)元件（HOE）特別是計(jì)算全息元件（CGH），其設(shè)計(jì)與制作基于光波的衍射原理，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并采用超大規(guī)模集成（VLSI）電路的制作工藝在片基或傳統(tǒng)光學(xué)器件表面刻蝕產(chǎn)生兩個(gè)或多個(gè)臺(tái)階深度的浮雕結(jié)構(gòu)，是光學(xué)與微電子學(xué)相互滲透與交叉的前沿科學(xué)。與計(jì)算全息元件的效率低，離軸再現(xiàn)相較，衍射光學(xué)元件具有純相位、同軸再現(xiàn)、衍射效率極高的特點(diǎn)。衍射光學(xué)元件不僅體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，易于大量復(fù)制，而且其色散性能獨(dú)特，設(shè)計(jì)自由度多，材料可選性寬廣，可產(chǎn)生一般傳統(tǒng)光學(xué)元件所不能實(shí)現(xiàn)的光學(xué)波面如非球面、環(huán)狀面、錐面等，因而衍射光學(xué)元件被廣泛應(yīng)用于全息技術(shù)、集成光學(xué)、激光醫(yī)學(xué)、光學(xué)濾波、信息處理和儲(chǔ)存、光譜技術(shù)等眾多領(lǐng)域，列如光學(xué)整形元件、He-Ne激光聚集矯正器、光學(xué)互連元件、光學(xué)神經(jīng)及網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、激光束靈巧掃描器、激光束波面相差校正器、純二元相位濾波器等，其應(yīng)用已逐漸走向產(chǎn)品化。衍射光學(xué)元件變革了傳統(tǒng)的光學(xué)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)光學(xué)元件難以達(dá)到的目的和功能，因而被譽(yù)為“90年代的光學(xué)”。
衍射光學(xué)元件的基本制作工藝是超大規(guī)模集成電路中的微電子加工技術(shù)。近幾年來(lái)，在VLSI加工技術(shù)、電子、離子刻蝕技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)下，衍射光學(xué)元件制作工藝的發(fā)展主要表現(xiàn)在:從二值化相位元件向多階相位元件甚至連續(xù)分布相位元件發(fā)展；從掩模套刻技術(shù)向無(wú)掩模直寫(xiě)技術(shù)發(fā)展。直寫(xiě)技術(shù)較適于制作單件元件或者簡(jiǎn)單的連續(xù)輪廓，套刻制作則更適合于復(fù)雜的輪廓和成批生產(chǎn)。目前主要采用的高分辨反應(yīng)離子刻蝕、薄膜沉積技術(shù)都是理想的加工手段。
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