विवर्तनशील प्रकाशीय तत्वों का सिद्धांत और विकास

विवर्तन प्रकाशिक तत्व एक प्रकार का उच्च विवर्तन दक्षता वाला प्रकाशिक तत्व है, जो प्रकाश तरंग के विवर्तन सिद्धांत पर आधारित है और कंप्यूटर-सहायता प्राप्त डिजाइन और अर्धचालक चिप निर्माण प्रक्रिया का उपयोग करके सब्सट्रेट (या पारंपरिक प्रकाशिक उपकरण की सतह) पर चरणबद्ध या सतत उभरी हुई संरचना को उकेरता है। विवर्तन प्रकाशिक तत्व पतले, हल्के, आकार में छोटे होते हैं, इनमें उच्च विवर्तन दक्षता, डिजाइन की कई स्वतंत्रताएं, अच्छी ऊष्मीय स्थिरता और अद्वितीय फैलाव गुण होते हैं। ये कई प्रकाशिक उपकरणों के महत्वपूर्ण घटक हैं। चूंकि विवर्तन हमेशा प्रकाशिक प्रणाली के उच्च रिज़ॉल्यूशन की सीमा का कारण बनता है, इसलिए 1960 के दशक तक पारंपरिक प्रकाशिकी ने विवर्तन प्रभाव के कारण होने वाले प्रतिकूल प्रभावों से बचने का प्रयास किया, लेकिन एनालॉग होलोग्राफी और कंप्यूटर होलोग्राम के आविष्कार और सफल उत्पादन के साथ-साथ चरण आरेख ने अवधारणा में एक बड़ा बदलाव लाया। 1970 के दशक में, यद्यपि कंप्यूटर होलोग्राम और फेज़ डायग्राम की तकनीक लगातार परिष्कृत होती जा रही थी, फिर भी दृश्य और निकट अवरक्त तरंगदैर्ध्य में उच्च विवर्तन दक्षता वाले अतिसूक्ष्म संरचना वाले तत्वों का निर्माण करना कठिन था, जिससे विवर्तनिक प्रकाशीय तत्वों के व्यावहारिक अनुप्रयोग का दायरा सीमित हो गया था। 1980 के दशक में, संयुक्त राज्य अमेरिका में एमआईटी लिंकन प्रयोगशाला के डब्ल्यूबी वेल्डकैंप के नेतृत्व में एक शोध समूह ने पहली बार विवर्तनिक प्रकाशीय घटकों के उत्पादन में वीएलएसआई निर्माण की लिथोग्राफी तकनीक को लागू किया और "द्विआधारी प्रकाशिकी" की अवधारणा प्रस्तावित की। इसके बाद, उच्च गुणवत्ता वाले और बहुक्रियाशील विवर्तनिक प्रकाशीय घटकों के उत्पादन सहित विभिन्न नई प्रसंस्करण विधियाँ लगातार सामने आती रहीं। इस प्रकार विवर्तनिक प्रकाशीय तत्वों के विकास को बहुत बढ़ावा मिला।

एक विवर्तनशील प्रकाशीय तत्व की विवर्तन दक्षता

विवर्तन दक्षता, विवर्तनिक प्रकाशीय तत्वों और विवर्तनिक प्रकाशीय तत्वों से युक्त मिश्रित प्रकाशीय प्रणालियों के मूल्यांकन के लिए महत्वपूर्ण सूचकांकों में से एक है। प्रकाश के विवर्तनिक प्रकाशीय तत्व से गुजरने के बाद, कई विवर्तन क्रम उत्पन्न होते हैं। सामान्यतः, केवल मुख्य विवर्तन क्रम के प्रकाश पर ही ध्यान दिया जाता है। अन्य विवर्तन क्रमों का प्रकाश मुख्य विवर्तन क्रम के प्रतिबिंब तल पर परावर्तित प्रकाश के रूप में बनता है और प्रतिबिंब तल के कंट्रास्ट को कम करता है। इसलिए, विवर्तनिक प्रकाशीय तत्व की विवर्तन दक्षता सीधे तौर पर इसकी प्रतिबिंब गुणवत्ता को प्रभावित करती है।

विवर्तनशील प्रकाशिक तत्वों का विकास

विवर्तनशील प्रकाशीय तत्व और इसके लचीले तरंग मोर्चे नियंत्रण के कारण, प्रकाशीय प्रणालियाँ और उपकरण हल्के, लघु और एकीकृत रूप में विकसित हो रहे हैं। 1990 के दशक तक, विवर्तनशील प्रकाशीय तत्वों का अध्ययन प्रकाशिकी क्षेत्र में अग्रणी बन गया था। इन घटकों का व्यापक रूप से लेजर तरंग मोर्चे सुधार, बीम प्रोफ़ाइल निर्माण, बीम ऐरे जनरेटर, प्रकाशीय अंतर्संबंध, प्रकाशीय समानांतर गणना, उपग्रह प्रकाशीय संचार आदि में उपयोग किया जा सकता है।