激光加工與材料處理無疑是激光器最大的應用領域之一。近年來在傳統(tǒng)的切割、焊接、打標的基礎上，越來越多的新激光加工處理工藝被開發(fā)出來并迅速在業(yè)界推廣。不同種類的工藝使用各種波長、強度、脈沖寬度的激光，也對光斑形貌、分布、景深等提出豐富的要求。

衍射光學元件（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(xiàn)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(tǒng)性能。

衍射光學元件DOE在針對特定激光加工處理應用的光斑優(yōu)化中扮演核心角色。通常采用DOE可以從兩方面優(yōu)化激光加工處理的效果：倍增處理速率和產(chǎn)率；提升處理精度，如邊緣整齊度、熱影響區(qū)域、處理效率等。

衍射的概念

光沿著直線傳播，當光穿過一個小孔或經(jīng)過一個輪廓分明的邊緣時，沿小孔邊緣產(chǎn)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(xiàn)在光和陰影之間的清晰邊緣，如圖。光看上去沿狹縫邊緣彎曲了。這種現(xiàn)象被稱做衍射。

從小孔射出的光的干涉圖樣

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(tǒng)的重要指標之一。光線通過衍射光學元件后，會產(chǎn)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。