หลักการและการพัฒนาองค์ประกอบทางแสงแบบเลี้ยวเบน

องค์ประกอบแสงการเลี้ยวเบนเป็นองค์ประกอบแสงชนิดหนึ่งที่มีประสิทธิภาพการเลี้ยวเบนสูง ซึ่งขึ้นอยู่กับทฤษฎีการเลี้ยวเบนของคลื่นแสง และใช้การออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยและกระบวนการผลิตชิปเซมิคอนดักเตอร์เพื่อแกะสลักขั้นตอนหรือโครงสร้างการบรรเทาอย่างต่อเนื่องบนพื้นผิว (หรือพื้นผิว ของอุปกรณ์ออพติคอลแบบดั้งเดิม)องค์ประกอบทางแสงที่เลี้ยวเบนนั้นบาง น้ำหนักเบา ขนาดเล็ก มีประสิทธิภาพการเลี้ยวเบนสูง องศาอิสระในการออกแบบหลายระดับ เสถียรภาพทางความร้อนที่ดีและลักษณะการกระจายตัวที่เป็นเอกลักษณ์เป็นส่วนประกอบสำคัญของอุปกรณ์เกี่ยวกับสายตาหลายชนิดเนื่องจากการเลี้ยวเบนมักนำไปสู่ข้อจำกัดของความละเอียดสูงของระบบออพติคอล เลนส์แบบดั้งเดิมจึงพยายามหลีกเลี่ยงผลกระทบที่เกิดจากการเลี้ยวเบนจนกระทั่งทศวรรษ 1960 ด้วยการประดิษฐ์และการผลิตโฮโลแกรมแบบอะนาล็อกและโฮโลแกรมคอมพิวเตอร์ที่ประสบความสำเร็จตลอดจนแผนภาพเฟสทำให้เกิด การเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในแนวคิดในช่วงทศวรรษ 1970 แม้ว่าเทคโนโลยีโฮโลแกรมคอมพิวเตอร์และแผนภาพเฟสจะสมบูรณ์แบบมากขึ้นเรื่อยๆ แต่ก็ยังยากที่จะสร้างองค์ประกอบโครงสร้างไฮเปอร์ไฟน์ที่มีประสิทธิภาพการเลี้ยวเบนสูงในช่วงความยาวคลื่นอินฟราเรดที่มองเห็นได้และใกล้เคียง ดังนั้นจึงจำกัดช่วงการใช้งานจริงขององค์ประกอบทางแสงที่มีการเลี้ยวเบน .ในช่วงทศวรรษ 1980 กลุ่มวิจัยที่นำโดย WBVeldkamp จาก MIT Lincoln Laboratory ในสหรัฐอเมริกาได้แนะนำเทคโนโลยีการพิมพ์หินของการผลิต VLSI เป็นครั้งแรกในการผลิตส่วนประกอบทางแสงแบบเลี้ยวเบน และเสนอแนวคิดของ "binary optics"หลังจากนั้น วิธีการประมวลผลใหม่ๆ มากมายยังคงเกิดขึ้น รวมถึงการผลิตส่วนประกอบออปติคัลแบบเลี้ยวเบนคุณภาพสูงและมัลติฟังก์ชั่นด้วยเหตุนี้จึงส่งเสริมการพัฒนาองค์ประกอบทางแสงแบบเลี้ยวเบนอย่างมาก

ประสิทธิภาพการเลี้ยวเบนขององค์ประกอบทางแสงแบบเลี้ยวเบน

ประสิทธิภาพการเลี้ยวเบนเป็นหนึ่งในดัชนีสำคัญในการประเมินองค์ประกอบทางแสงที่มีการเลี้ยวเบนและระบบออพติคอลแบบเลี้ยวเบนแบบผสมกับองค์ประกอบทางแสงแบบเลี้ยวเบนหลังจากที่แสงผ่านองค์ประกอบออปติกที่มีการเลี้ยวเบน จะเกิดลำดับการเลี้ยวเบนหลายลำดับโดยทั่วไปจะให้ความสนใจเฉพาะแสงในลำดับการเลี้ยวเบนหลักเท่านั้นแสงของลำดับการเลี้ยวเบนอื่นๆ จะทำให้เกิดแสงเล็ดลอดบนระนาบภาพของลำดับการเลี้ยวเบนหลัก และลดคอนทราสต์ของระนาบภาพดังนั้นประสิทธิภาพการเลี้ยวเบนขององค์ประกอบออปติคัลแบบเลี้ยวเบนจึงส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพการถ่ายภาพขององค์ประกอบออปติคัลแบบเลี้ยวเบน

การพัฒนาองค์ประกอบทางแสงแบบเลี้ยวเบน

เนื่องจากองค์ประกอบออปติคอลแบบเลี้ยวเบนและด้านหน้าของคลื่นควบคุมที่ยืดหยุ่น ระบบออพติคอลและอุปกรณ์จึงกำลังพัฒนาให้มีน้ำหนักเบา ย่อขนาด และบูรณาการจนถึงช่วงทศวรรษ 1990 การศึกษาองค์ประกอบทางแสงแบบเลี้ยวเบนได้กลายเป็นแนวหน้าของสนามแสงส่วนประกอบเหล่านี้สามารถนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการแก้ไขคลื่นเลเซอร์ การสร้างโปรไฟล์ลำแสง เครื่องกำเนิดอาร์เรย์ลำแสง การเชื่อมต่อโครงข่ายด้วยแสง การคำนวณแบบขนานด้วยแสง การสื่อสารด้วยแสงผ่านดาวเทียม และอื่นๆ