مبدأ وتطوير العناصر البصرية الحيود

العنصر البصري للحيود هو نوع من العناصر البصرية ذات كفاءة حيود عالية، والتي تعتمد على نظرية الحيود للموجة الضوئية وتستخدم التصميم بمساعدة الكمبيوتر وعملية تصنيع شرائح أشباه الموصلات لحفر الخطوة أو هيكل الإغاثة المستمر على الركيزة (أو السطح من الأجهزة البصرية التقليدية). العناصر الضوئية المنحرفة رقيقة وخفيفة وصغيرة الحجم وذات كفاءة حيود عالية ودرجات حرية تصميمية متعددة واستقرار حراري جيد وخصائص تشتت فريدة. إنها مكونات مهمة للعديد من الأجهزة البصرية. نظرًا لأن الحيود يؤدي دائمًا إلى الحد من الدقة العالية للنظام البصري، تحاول البصريات التقليدية دائمًا تجنب الآثار الضارة الناجمة عن تأثير الحيود حتى الستينيات، مع الاختراع والإنتاج الناجح للصور المجسمة التناظرية والهولوغرام الكمبيوتري بالإضافة إلى مخطط الطور الذي تسبب في حدوث تغيير كبير في المفهوم. في سبعينيات القرن العشرين، على الرغم من أن تكنولوجيا الهولوغرام الكمبيوتري ومخطط الطور أصبحت أكثر كمالًا، إلا أنه كان لا يزال من الصعب صنع عناصر هيكلية فائقة الدقة ذات كفاءة حيود عالية في الأطوال الموجية المرئية والقريبة للأشعة تحت الحمراء، مما يحد من نطاق التطبيق العملي للعناصر الضوئية الحيادية. . في الثمانينيات، قامت مجموعة بحثية بقيادة WBVeldkamp من مختبر لينكولن بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في الولايات المتحدة بإدخال تكنولوجيا الطباعة الحجرية لتصنيع VLSI لأول مرة في إنتاج المكونات البصرية الحيودية، واقترحت مفهوم "البصريات الثنائية". بعد ذلك، تستمر طرق المعالجة الجديدة في الظهور، بما في ذلك إنتاج مكونات بصرية حيادية عالية الجودة ومتعددة الوظائف. وهكذا عزز بشكل كبير تطوير العناصر البصرية الحيود.

كفاءة الحيود للعنصر البصري الحيود

تعد كفاءة الحيود أحد المؤشرات المهمة لتقييم العناصر الضوئية الحيودية والأنظمة الضوئية الحيودية المختلطة مع العناصر الضوئية الحيودية. بعد مرور الضوء عبر العنصر البصري الحيود، سيتم إنشاء أوامر حيود متعددة. بشكل عام، يتم الاهتمام فقط بضوء أمر الحيود الرئيسي. سيشكل ضوء أوامر الحيود الأخرى ضوءًا شاردًا على مستوى الصورة لأمر الحيود الرئيسي ويقلل من تباين مستوى الصورة. ولذلك، فإن كفاءة الحيود للعنصر البصري الحيود تؤثر بشكل مباشر على جودة التصوير للعنصر البصري الحيود.

تطوير العناصر البصرية حيود

نظرًا للعنصر البصري الحيود وجبهة موجة التحكم المرنة، يتم تطوير النظام البصري والجهاز ليصبحا خفيفين ومصغرين ومتكاملين. حتى تسعينيات القرن العشرين، أصبحت دراسة العناصر البصرية الحيودية هي طليعة المجال البصري. يمكن استخدام هذه المكونات على نطاق واسع في تصحيح واجهة الموجة بالليزر، وتشكيل ملف تعريف الشعاع، ومولد صفيف الشعاع، والتوصيل البصري، والحساب المتوازي البصري، والاتصالات البصرية عبر الأقمار الصناعية وما إلى ذلك.