自1960年首臺激光器問世以來，經過近70年的發展，激光技術已經形成了龐大的產業規模，廣泛應用于工業加工、醫療美容、商業、科研、信息和軍事等多個領域。不同的應用場景對激光的功率、波長、光斑形狀等有著不同的要求，而要實現光斑形狀的改變，則離不開光束整形器。而衍射光學元件(Diffractive Optical Elements) 簡稱DOE， 又稱二元光學器件，主要用于激光束整形，比如均勻化、準直、聚焦、形成特定圖案等。

    衍射光學元件(Difractive Optical Element，DOE)是相位元件，它使用嵌入在元件中的薄微結構將輸入激光束控制為各種輸出輪廓和形狀。衍射光學器件可實現許多功能和光操作，而這在標準折射光學器件中是不可行的。

    在許多應用中，這些功能非常有益，可以顯著提高系統性能。采用衍射光學元件進行光束整形是近年發展起來的非常方便、靈活、功能強大的光束整形方式。DOE可適用于多種類型的輸入激光(如單模高斯激光、多模激光等)，在激光焦面上形成指定的光斑形狀和光強分布，還可以實現在激光傳播方向特定的光強分布。

    典型的功能包括：產生平頂分布圓光斑或矩形光斑;產生線形分布光斑;將非均勻多模激光進行勻化;產生環形以及多環等光斑分布;產生一維、二維多束激光分布;在傳輸方向上形成多焦點以及長焦深分布等。

    1、衍射的概念

    光沿著直線傳播，當光穿過一個小孔或經過一個輪廓分明的邊緣時，沿小孔邊緣產生了干涉圖形，結果得到了一個模糊的圖像，而不是希望出現在光和陰影之間的清晰邊緣。光看上去沿狹縫邊緣彎曲了。這種現象被稱作衍射。

    2、衍射效率

    衍射效率是評價衍射光學元件以及含有衍射光學元件的折衍射混合光學系統的重要指標之一。光線通過衍射光學元件后，會產生多個衍射級次，一般只是關注主衍射級次的光線，其他衍射級次的光線在主衍射級像面上形成雜散光，降低像面的對比度。因此，衍射光學元件的衍射效率直接影響到衍射光學元件的成像質量，對衍射光學元件衍射效率的精確測量是十分必要的。

    3、掩膜版的衍射

    光的衍射和光刻密切相關，因為投影掩膜版上有小的清晰圖形并且間距很窄。曝光時，光必須通過這些圖形。衍射圖樣奪走了曝光能量，并使光發散，導致光刻膠上不要曝光的區域被曝光。這個問題在孔小時更嚴重，例如小到200nm的接觸孔。由衍射引起的干涉圖樣能使小接觸孔和小線條很難被光刻。

    隨著國內外市場對激光光束變換的迫切需求，基于衍射光學的各類解決方案越來越受到市場的重視，尤其在平頂整形領域，多焦點切割等方面應用擁有核心自主知識產權。不僅如此，諸如分束、勻光、長焦深、渦旋光束、點陣、特征圖形等元件及模塊在各領域也有重要應用。