激光加工與材料處理無疑是激光器最大的應(yīng)用領(lǐng)域之一。近年來在傳統(tǒng)的切割、焊接、打標(biāo)的基礎(chǔ)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(xué)元件（DOE）是相位元件，它使用嵌入在元件中的薄微結(jié)構(gòu)將輸入激光束控制為各種輸出輪廓和形狀。衍射光學(xué)器件可實現(xiàn)許多功能和光操作，而這在標(biāo)準(zhǔn)折射光學(xué)器件中是不可行的。在許多應(yīng)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(xué)元件DOE在針對特定激光加工處理應(yīng)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(dāng)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(jié)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(xué)元件以及含有衍射光學(xué)元件的折衍射混合光學(xué)系統(tǒng)的重要指標(biāo)之一。光線通過衍射光學(xué)元件后，會產(chǎn)生多個衍射級次，一般只是關(guān)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(xué)元件的衍射效率直接影響到衍射光學(xué)元件的成像質(zhì)量，對衍射光學(xué)元件衍射效率的精確測量是十分必要的。