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        圖解衍射光學元件(DOE)75年的發展
        發布時間:2024-02-26    來源:MicroDisplay   閱讀次數:1269 分享到:

        衍射光學元件 (DOE) 是精心設計的圖案,旨在通過利用光的波動特性和衍射來調制光。它們在顯示、成像、數據存儲、數據傳輸和信息處理方面都有應用。DOE 的第一種形式是光學全息圖。后來,隨著計算機科學和制造技術的進步,出現了其他形式的DOE,例如計算機生成全息圖和二元光學元件。這些 DOE 的像素尺寸大于照明波長,因此通常稱為微型 DOE。最近,出現了一種稱為亞波長元件的新型 DOE,其像素尺寸小于照明光的波長。它有效地彌合了微光學和納米光學之間的鴻溝。

        微型 DOE 通常通過使用編碼圖案改變不同區域的光路來調制入射光束,這會導致入射光束的復振幅發生變化。該編碼模式可以具有復雜的、僅相位或僅幅度的形式。隨著像素尺寸變小,微型DOE還可以進行偏振調制和頻率濾波。DOE 設計過程中考慮的主要參數包括衍射效率、調制帶寬、衍射角和動態能力。

        隨著像素尺寸進一步縮小,DOE進入納米光學領域,即包括超材料和超表面的納米DOE。超材料是 3D 人造電磁介質,具有亞波長周期性結構,可以以自然介質無法做到的方式設計電磁響應。然而,3D納米結構的制造挑戰阻礙了其實際應用。超表面,即具有亞波長厚度的二維平面結構,代表了超材料的二維對應物,并且由于其簡單的制造工藝而引起了極大的關注。它們被譽為下一代平面光學器件,擁有多種功能。它們最重要的屬性之一在于它們能夠為光束的精確調制提供不同的自由度。
        光場的自由度
        下面的路線圖描繪了從 1948 年到 2023 年衍射光學元件75 年的發展歷程,強調了關鍵的理論和技術突破,同時引用了這次非凡探險中的重要工作。
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