衍射光學(xué)元件又稱二元光學(xué)器件,簡(jiǎn)稱DOE,是一種能夠在保持較高衍射效率的同時(shí)對(duì)光強(qiáng)分布進(jìn)行精確控制的元器件。衍射光學(xué)元件光學(xué)整形原理是基于光波的衍射現(xiàn)象。衍射又稱繞射,是光“繞開(kāi)”障礙物傳播的現(xiàn)象。
衍射光學(xué)元件具有產(chǎn)生圓/矩形/線形光斑、勻化非均勻多模激光、產(chǎn)生多束激光分布、形成長(zhǎng)焦深分布等功能,在單模高斯激光、多模激光等各種激光的平頂整形中應(yīng)用廣泛。衍射光學(xué)元件具有高衍射效率、設(shè)計(jì)自由度多、色散性能獨(dú)特等特點(diǎn),終端應(yīng)用涉及到激光打印、激光顯示、激光切割、光學(xué)成像、光通信、機(jī)器視覺(jué)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等多個(gè)領(lǐng)域。
根據(jù)圖案的振幅和相位分布不同,衍射光學(xué)元件分為二值型純振幅器件、灰度型純振幅器件及純相位型器件;根據(jù)用途不同,衍射光學(xué)元件分為整形元件、分束元件、多焦元件、結(jié)構(gòu)光元件等。
各類型衍射光學(xué)元件在功能、應(yīng)用領(lǐng)域方面存在一定差異。如結(jié)構(gòu)光元件可產(chǎn)生各種光強(qiáng)分布,通過(guò)測(cè)量其光強(qiáng)分布的形變,可計(jì)算出目標(biāo)在不同位置的深度、運(yùn)動(dòng)等信息,在3D傳感、3D成像、機(jī)器視覺(jué)等方面更具應(yīng)用前景。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《
2024-2028年中國(guó)衍射光學(xué)元件(DOE)行業(yè)深度研究及市場(chǎng)投資風(fēng)險(xiǎn)咨詢報(bào)告》顯示,目前全球衍射光學(xué)元件市場(chǎng)及核心技術(shù)仍掌握在歐美日等企業(yè)手中,包括以色列HOLO/OR、德國(guó)蔡司、美國(guó)理波、美國(guó)II-VI、德國(guó)業(yè)納、日本堀場(chǎng)、日本島津等企業(yè)。我國(guó)衍射光學(xué)元件相關(guān)企業(yè)有福晶科技、中科光柵、蘇大維格、舜宇?yuàn)W來(lái)、馭光科技(被歌爾光學(xué)收購(gòu))等。
在技術(shù)專利方面,2004-2015年,全球衍射光學(xué)元件專利申請(qǐng)量相對(duì)平穩(wěn),2016年開(kāi)始,衍射光學(xué)元件專利申請(qǐng)量呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),2021年達(dá)到頂峰,2022-2023年出現(xiàn)下降趨勢(shì);在專利申請(qǐng)國(guó)家方面,美國(guó)、中國(guó)、日本、德國(guó)、韓國(guó)等國(guó)家衍射光學(xué)元件專利申請(qǐng)較多,其中中國(guó)專利申請(qǐng)?jiān)鏊佥^快。
新思界
行業(yè)分析人士表示,得益于新技術(shù)、新材料的應(yīng)用和發(fā)展,衍射光學(xué)元件逐漸向小型化、微型化方向發(fā)展,基于超材料的微納衍射光學(xué)元件逐漸涌入市場(chǎng)。我國(guó)衍射光學(xué)元件市場(chǎng)起步較晚,技術(shù)基礎(chǔ)薄弱,但受益于國(guó)家政策支持、下游產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展、專利布局增加,我國(guó)衍射光學(xué)元件市場(chǎng)發(fā)展較快,近幾年來(lái)市場(chǎng)增速高于全球平均水平。