衍射光學元件（Diffractive Optical Element，DOE）是近幾年蓬勃發展的新興光學元件。DOE通常采用微納刻蝕工藝構成二維分布的衍射單元，每個衍射單元可以有特定的形貌、折射率等，對激光波前位相分布進行精細調控。激光經過每個衍射單元后發生衍射，并在一定距離（通常為無窮遠或透鏡焦平面）處產生干涉，形成特定的光強分布。

衍射光學元件問世后在高功率激光、激光加工、激光醫療、顯微成像、激光雷達、結構光照明、激光顯示等等領域展現了巨大的應用潛力，其優勢主要在于：

1) 高效率。精確設計的衍射單元結構可以確保接近100%的激光能量被投射到所需要的圖樣上，效率大大高于掩膜等手段；

2) 使用便利。衍射光學元件具備非常小的體積和重量，插入光路中即可使用；大多數情況下可配合標準的透鏡、場鏡、顯微物鏡等使用；

3) 靈活性。得益于微納加工技術的長足發展，DOE可以針對不同的激光器或不同的目標光強/位相分布進行訂制。同時，DOE應用的光路結構非常簡單，在使用中搭配不同的透鏡，可實現不同幾何尺寸的光斑。

作為一種新型的光學器件，在選擇/使用衍射光學元件時需要對它的特性有所了解。

根據不同的用途，DOE通常可以分為光束整形、分束、結構光、多焦、其他特殊光束產生等種類；每種品類有不同的原理、設計和應用特點。一般而言，在選擇使用DOE元件之前需注意以下原則：

1) 衍射光學元件產生的光束也不能違背光的傳播規律；其構建的特定光強分布只能在一定景深范圍內存在。因此在使用時，所需的光斑形貌、尺寸、工作距離、景深等有時不可兼得，需要做出權衡；

2) 衍射光學元件通常依據激光的波長、光束口徑、光束模式（M2）、近場強度分布來設計，因此在選擇前應較為準確的測量這些參數。使用參數與設計參數不匹配將導致使用效果不佳甚至無法使用；

3) 衍射光學元件對入射光的角度敏感，需要較好的光路調整精度和穩定性；

4) 大部分衍射光學元件對入射激光的波前位相進行精密調控，因此光路中的其他部件如反/ 透射鏡片，透鏡等要使用高精度、低波差的器件，否則會影響最終的效果；

5) 和常規透射光學元件一樣，根據不同的波長、激光強度的要求，衍射光學元件可采用石英、玻璃、寶石、塑料與樹脂、ZnSe等紅外材料制作，也可鍍增透膜。