HOLOEYE Photonics AG Customized Diffractive Optical Elements

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既製品の範囲を超える要件については、さまざまな材料（ポリマー、融解シリカ）を使用してお客様のアプリケーションに合わせたカスタマイズされた回折光学素子の開発を提供しています。

問題分析と実現可能性調査

ビームスプリッター、パターンジェネレーター、キノフォーム、ビームシェイパー、グレーティングなどのさまざまなタイプのDOE（回折光学素子）は、その光学機能のために微細構造の表面レリーフプロファイルを利用しています。DOEを通過する光は、回折とその後の伝播によって、ほぼ任意の希望する分布に再形成することができます。DOEは、希望する強度パターンの形状のみをエンコードし、入射光源の他のパラメータ（例：ビームサイズ、発散、偏光）を維持します。

その設計の柔軟性により、DOEは、他の方法では全く達成できない、または複雑な光学システムでしか達成できない光学機能を持つことができます。さらに、屈折光学素子と比較して、DOEは通常、はるかに薄く、軽いため、多くの用途で魅力的な代替品となります。

基本仕様パラメータ

光源

タイプ（CWレーザー、パルスレーザー、エッジエミッタ/ VCSELレーザーダイオード、LED、その他）
波長（中心波長、帯域幅、許容範囲、シフト）
偏光
パワー/エネルギー（平均および/またはピーク）
ビームプロファイル（直径、発散、M²ビーム品質パラメータ）

光学機能

所望の光場分布（形状、均一性、コントラストなど）
ターゲット表面/対象物（傾斜、形状など）およびセンサー（CCD/CMOS/人間の目など）
視野と作業距離、または回折角

アプリケーション

素子の形状（サイズ、形状）
素子の素材（ガラス/ポリマーなど）
環境条件（温度、湿度、UV放射への曝露など）
目の安全性要件
反射防止コーティングの要件
レーザー誘起損傷閾値（LIDT）の要件
梱包要件
保管条件

DOE開発のプロセス

技術的要件と経済的要件のバランスを取るためには、必要な年間生産量と目標価格が役立ちます。

DOE設計とシミュレーション

HOLOEYEは、回折光学素子の設計とシミュレーションにおいて蓄積した豊富な経験を活かし、競争力のあるソリューションをお客様に提供しております。社内開発の最先端ソフトウェアツールや商用の最新アルゴリズムを使用し、DOE設計の最適化に適切なシミュレーション手法（パラキシャル法または厳密な電磁気学法）を利用しています。

製造上の制約条件は設計の初期段階から考慮され、必要に応じて公差分析が実施されます。また、光学システム内でのDOEのアライメント要件も特定されるため、それに応じた組み立て手順を設計することができます。

DOEのマスタリングとツーリング

直接描画リソグラフィプロセスを使用して、リソグラフィマスクまたはレジストの微細レリーフプロファイルを作成します。マスクを基に、微細レリーフプロファイルは接触リソグラフィまたは投影リソグラフィと、反応性イオンエッチングなどのエッチングプロセスによって作成され、エッチングマスクを基板に転写します。

得られた微細レリーフプロファイルは、融解シリカのDOEやUV硬化型複製プロセスのテンプレートとして使用されます。あるいは、電鋳を使用して逆レジストプロファイルを作成し、ポリマ材料のエンボス加工や成形プロセスに使用することもできます。

DOEの量産

HOLOEYEは以下のオプションのいずれかで製造された回折素子を提供します：

バルクポリマー素子：ポリカーボネート、PMMA、またはTopas®などの材料を用いた圧縮成形によって基板と回折微細レリーフ表面が作成されます。
ポリマー上アクリレート素子：ポリマー基板上にUV硬化によって回折層が作成されます。
ガラス上アクリレート素子：ガラス基板上にUV硬化によって回折層が作成されます。
バルク融解シリカ素子：反応性イオンエッチングによって回折微細レリーフ表面が作成されます。

DOEのサイズと形状は顧客の指定によるものです。フレネル型の表面反射は、誘電体の反射防止コーティング、または平坦な基板表面に施されたモスアイ微細レリーフ構造によって低減することができます。

DOE品質保証および実装サポート

製造後、HOLOEYEは実験的にDOEが仕様に適合しているかを検証いたします。素子の量産においては、光学的な主要特性を自動化された装置で監視することができます。

お客様のアプリケーションにおいて、DOEベースのレーザープロジェクションモジュールのような統合ソリューションが必要な場合、HOLOEYEではそれらの製品の供給業者とともに共同開発の取り組みに参加することもできます。

論文・参考文献

Custom DOE used

Authors:Vlieg, Redmar C. & van Noort, John

Multiplexed two-photon excitation spectroscopy of single gold nanorods

March, 2022

Custom DOE used

Authors:Kolesnichenko, Pavel V.; Wittenbecher, Lukas & Zigmantas, Donatas

Fully symmetric dispersionless stable transmission-grating Michelson interferometer

December, 2020

Custom DOE used

Authors:Arias-Alpizar, Gabriela; Kong, Li; Vlieg, Redmar C.; Rabe, Alexander; Papadopoulou, Panagiota; Meijer, Michael S.; Bonnet, Sylvestre; Vogel, Stefan; van Noort, John; Kros, Alexander & Campbell, Frederick

Light-triggered switching of liposome surface charge directs delivery of membrane impermeable payloads in vivo

June, 2020

Custom DOE used

Authors:Berzinš, Jonas; Indrišiūnas, Simonas; van Erve, Koen; Nagarajan, Arvind; Fasold, Stefan; Steinert, Michael; Gerini, Giampiero; Gečys, Paulius; Pertsch, Thomas; Bäumer, Stefan M. B. & Setzpfandt, Frank

Direct and High-Throughput Fabrication of Mie-Resonant Metasurfaces via Single-Pulse Laser Interference

April, 2020