湖南16阶衍射光学元件研发

太赫兹时域光谱与成像技术利用太赫兹脉冲对材料进行无损检测和物性分析，在安检、药品质量控制和半导体特性表征等领域展现出广阔应用前景。衍射光学元件在太赫兹系统中作为分束器、偏振控制器或光束整形器，提升了系统的功能性与测量精度。在太赫兹时域光谱系统中，分束器用于将飞秒激光分为泵浦光和探测光，并引导太赫兹脉冲的产生与探测。基于衍射光学原理的太赫兹分束器可在宽频带内实现稳定、低色散的分光比，相比传统镀膜分束器具有更高的损伤阈值和更低的材料吸收损耗。在太赫兹成像系统中，衍射光学元件可用于生成具有特定空间分布的太赫兹照明光场，或作为相位补偿元件校正成像光路中的像差。太赫兹波段的衍射光学元件特征尺寸在数十微米至毫米量级，可通过精密机械加工或光刻工艺制备。江苏优众微纳关注太赫兹技术领域的发展，探索适用于太赫兹波段的新型材料体系和微纳加工工艺，为太赫兹光谱与成像系统提供高性能、低成本的衍射光学元件，推动这一新兴波段技术的实用化进程。该元件加工完成后需经过完整的相位检测与衍射效率测试。湖南16阶衍射光学元件研发

激光表面织构技术通过在摩擦副表面加工出微米或纳米尺度的规则凹坑、沟槽或凸起结构，改善其摩擦学性能，在发动机缸体、密封环及轴承等部件上具有重要应用。衍射光学元件通过多点并行加工能力，提升了表面织构的加工效率与图案设计灵活性。在传统激光表面织构中，需要逐点扫描加工出阵列结构，对于大面积、高密度的织构图案加工时间较长。衍射光学元件可将单束激光分束为按预设空间分布的多光束阵列，实现数千个微织构的同步加工，大幅缩短加工时间。通过更换或调整衍射光学元件的相位分布，可在同一设备上生成不同形状、尺寸和排布方式的织构图案，适应不同摩擦学工况下的优化设计要求。衍射光学元件还可控制各子光束的能量分布，确保阵列中每个微织构的深度和形貌一致。江苏优众微纳面向表面织构加工应用，提供高光能利用率、高光束均匀度的多光束分束与阵列生成衍射光学元件，其稳定的衍射效率分布有助于保障批量加工中织构质量的重复性，助力摩擦学改性技术在装备制造领域的规模化应用。湖南16阶衍射光学元件研发基于衍射光学元件的多焦点人工晶体能够拓展人眼清晰成像的景深范围。

激光拉曼光谱技术作为一种分子特异性检测手段，在环境气体监测、工业过程控制及公共安全领域具有重要应用。衍射光学元件在此类系统中通过提升激发效率与信号收集效率，增强了系统的检测灵敏度。在传统拉曼气体检测中，激光束需要经过多次反射或共振增强才能获得足够的信号强度。衍射光学元件可将单束激光分割为多束子光束，在气体腔内形成多维交叉的激发光场网络，增大激发光与被测气体的有效作用体积，从而提升拉曼散射信号的产生效率。在腔增强拉曼光谱中，衍射光学元件可作为高反射腔镜上的耦合元件，实现对入射光的选择性耦合与腔外信号的提取。对于手持式或便携式拉曼检测设备，衍射光学元件的平面化、轻量化特性有利于设备的集成化设计。江苏优众微纳提供面向拉曼气体检测特定激发波长（如532nm、785nm、1064nm）的衍射光学元件，其设计综合考虑了元件的光学效率、偏振特性及与气体腔体结构的适配性。我们选用在目标波段具有低荧光背景的基底材料，并通过严格的清洁工艺减少元件本身对检测信号的干扰，助力拉曼光谱技术在痕量气体检测领域实现更低的检出限和更快速的现场分析。

金属增材制造过程的在线监测对于确保成形件质量和工艺稳定性至关重要。衍射光学元件通过实现增材制造过程中光信号的实时收集与分析，为质量控制提供了有效的光学手段。在粉末床激光熔融过程中，熔池辐射的光谱特征携带着关于温度、成分及缺陷的丰富信息。衍射光学元件可作为光谱分光元件，将从熔池区域收集到的光信号按波长分散到线阵或面阵探测器上，实现熔池温度的实时光谱测量。在熔池形貌监测中，衍射光学元件可用于将照明光整型为与熔池区域匹配的均匀光斑，通过成像系统获取熔池的尺寸与形状信息。对于同轴监测光路设计，衍射光学元件可用于将监测光路与加工光路进行高效合束与分束，在不干扰加工的前提下实现过程信号的同步采集。江苏优众微纳面向增材制造在线监测的高温、高动态环境，提供具有良好热稳定性和抗污染表面的衍射光学元件产品。我们与增材制造设备商合作开发集成化的光学监测方案，支持基于数据驱动的工艺优化与闭环控制，助力增材制造技术向更与智能制造方向发展。衍射光学元件通过表面浮雕结构对入射光相位进行调制以实现特定波前变换。

激光冲击强化技术利用高功率脉冲激光诱导的冲击波压力，在金属材料表面产生深层残余压应力层，有效提升材料的抗疲劳、抗应力腐蚀及抗磨损性能。衍射光学元件在这一工艺中通过优化激光光斑的能量分布，提升了冲击强化处理的效率与均匀性。在激光冲击强化中，通常需要将激光束整型为特定形状（如方形或圆形）的均匀光斑，以覆盖待处理区域并确保冲击波压力的均一性。传统的整型方法多采用物理掩模或光束匀化器，存在光能损耗大或光斑边缘锐利度不足的问题。衍射光学元件通过精密的相位调控，能够以高于95%的衍射效率将输入高斯光束转换为轮廓清晰、均匀度优于95%的任意形状光斑，提升光能利用率和冲击效果的均匀度。对于曲面零件或复杂结构的强化处理，衍射光学元件还可生成具有可控焦深的光束，适应工件表面的三维形貌变化。江苏优众微纳针对激光冲击强化应用的高能量密度特点，选用熔融石英等具有高损伤阈值的基底材料，并通过优化微结构设计降低局部电场增应，确保元件在高功率激光长期照射下的稳定性，为航空发动机叶片、汽车齿轮等关键零部件的表面强化提供高性能的光束整形方案。衍射光学元件可对光束横截面能量分布进行重构以匹配特定应用需求。湖南16阶衍射光学元件研发

衍射光学元件在飞行时间测距系统中用于生成均匀的泛光照明光斑。湖南16阶衍射光学元件研发

衍射光学元件的性能高度依赖于其表面微结构的设计精度与制造保真度，这要求设计与工艺环节实现深度协同。在传统设计方法中，衍射光学元件多采用多台阶结构（8阶或16阶）来实现相位调制。近年来，基于可微分模型的端到端设计方法被引入衍射光学领域，通过终光学性能评估对工艺参数进行反馈优化，实现了近千万像素级别的大规模设计。准连续衍射光学元件通过灰度激光直写光刻工艺获得更精细的相位灰阶，提升了光场调控能力。在制造工艺方面，衍射光学元件主要采用刻蚀工艺与纳米压印工艺两条技术路线。刻蚀工艺制备的衍射光学元件耐热性与可靠性更高，适合高功率激光与极端环境应用；纳米压印工艺则具备成本更低、更适合大规模量产的优势，在消费电子等对成本敏感的应用中占据主导地位。江苏优众微纳作为一家依托自主纳米压印技术的科技创新型企业，拥有覆盖光刻、纳米压印、镀膜、刻蚀、检测等全流程的半导体制程能力，能够根据客户对性能、成本与批量的综合需求，灵活选择适配的制造工艺路线，为各行业客户提供从样品试制到规模化交付的衍射光学元件一站式服务。湖南16阶衍射光学元件研发

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