微纳衍射光学元件

微纳光学元件是指特征尺寸在微米（μm, 10⁻⁶米）至纳米（nm, 10⁻⁹米）量级的光学元件。它们通过精心设计的微纳结构来操控光波，实现传统光学元件（如透镜、棱镜、反射镜）无法轻易实现的功能。

简单理解：传统光学依靠光的折射定律（如凸透镜聚光），而微纳光学更多地利用光的衍射和干涉效应，通过无数个微小的结构单元来"塑造"光波前。 微纳光学元件的工作原理主要基于波 optics，而非几何光学。

1. 衍射（Diffraction）：当光波通过一个与其波长尺度相当的孔径或障碍物时，会发生弯曲和扩散。通过设计一系列周期性或非周期性的纳米结构（如光栅），可以精确控制衍射光的方向、相位和能量分布。
2. 超表面（Metasurface）：这是当前最前沿的技术。超表面是由大量亚波长尺寸的纳米天线（通常由金属或介电材料制成）构成的二维平面。每个纳米天线都可以对入射光的相位、振幅或偏振进行局域调控。通过空间排列这些纳米天线，可以在二维平面上任意"雕刻"光波前，实现聚焦、偏折、成像等各种功能。

一个经典的类比：

• 传统透镜：像一座平滑的大山，光线通过时因为玻璃的厚度不同（折射率恒定）而发生连续弯曲。
• 衍射光学元件/超表面透镜：像一座精心设计的楼梯，光线通过每个台阶时发生衍射，所有衍射光在远处发生干涉，最终汇聚到一点。这座"楼梯"的每一步的高度和形状都经过精确计算，以控制光的相位延迟。

应用领域

微纳光学元件的应用极其广泛，正在颠覆许多传统行业。

消费电子

• 智能手机：用于后置摄像头的潜望式长焦镜头（利用光栅将光路折转），以及前置的3D结构光/ToF传感器（用于人脸识别和AR效果），可以大大减小模组厚度。
• AR/VR 设备：超表面透镜和衍射光波导是下一代AR眼镜的核心技术，可以实现镜片的轻薄化（像普通眼镜一样）和更大的视场角。

光学传感与成像

• 激光雷达（LiDAR）：用于自动驾驶和机器人，通过光学相控阵（OPA）等微光学技术实现无需机械旋转的固态光束扫描，更小、更可靠、更便宜。
• 微型光谱仪：将整个光谱仪系统集成到芯片上，用于环境监测、食品安全和医疗诊断。

通信

• 光纤通信：阵列波导光栅（AWG）是密集波分复用（DWDM）系统中的关键器件，可以在一根光纤中同时传输上百个不同波长的光信号。

量子技术

• 用于生成、操纵和探测量子比特（如单光子），是量子计算和量子通信中不可或缺的部分。

生物医学

• 超分辨显微镜：打破了传统显微镜的分辨率极限，让科学家能看到更小的细胞结构（2014年诺贝尔化学奖）。
• 芯片实验室（Lab-on-a-Chip）：集成微光学传感器，用于快速检测生物分子。

微纳光学元件种类（如有需要请联系我们）
平顶光束整形器	M型光束整形器	宽带扩散器	衍射轴锥镜 轴棱镜DOE
多圆环发生器	微透镜阵列	螺旋相位板 涡旋相位片	Flexishaper点环形光束整形器
一维光束分束器	二维光束分束器	DLITe分束器	衍射光束采样器
结构光DOE	DeepCleave激光成丝切割模组	EdgeCleave切割模块	可变焦深玻璃切割贝塞尔物镜
双波长聚焦镜,双波长聚焦DOE	多焦点透镜	衍射消色差透镜	衍射阻断器UDOB
DOE光束缩放器	光束整形专用聚焦镜	DOE安装适配器	准直平顶光模组
定制的光束整形器	厄米高斯模式转换器	M2 转换模块	结构光模组
艾里光束DOE	二元微透镜列阵	柱透镜列阵	四边形微透镜列阵
六边形微透镜列阵	连续面形螺旋相位板	随机相位板	复合型相位板
分束器件	工具类结构光