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大光斑、损耗小的准直器对于光纤通讯网络飞速发展中的新型的器件来说是尤其显得重要Ｄ３１【１引。
１．２准直器的国内外研究状况准直器主要应用于激光光束传输系统。
如将光纤输出耦合入一个探测器，或者一对准直器用于光束扩大系统，又如小器件的ｆｉｂｅｒｔｏｆｉｂｅｒ耦合，这些都需要准直器系统。
国际上基本所有的用于光纤通讯系统的光的准直都是采用准直器来完成。
准直器实际上是一个光纤头和起准直作用的透镜的封装体，目前，国际上各生产厂家采用准直透镜主要有ＧＲＩＮ－ｌｅｎｓ和Ｃ．１ｅｎｓ两种㈣ｆ１７】。
１）ＧＲＩＮ透镜准直器ＧＲｊＮ透镜准直器的基本结构．如图１．１所示：图１．１ＧＲＩＮ透镜准直器的基本结构ＧＲＩＮ透镜即折射率渐变透镜（ＧｒａｄｅｄＩｎｄｅｘＬｅｎｓ）。
它是采用离子交换法或其它工艺控制透镜内的离子分布，从而达到控制透镜折射率的目的。
根据折射定律，入射到这种透镜中的光束将在透镜内不断地被折射。
ＧＲＩＮ透镜的本质是通过控制透镜的折射率分布来调制光束在透镜玻璃内的轨迹来实现准直目的１２１［３１。
自聚焦透镜的折射率分布一般遵从平方率分布：ｎ２ｉ－－ｎ０２（１．Ａｒ２）。
这里１３．Ｏ是透镜的轴线折射率，√Ａ被称为透镜的聚焦常数，它反映了透镜对于光线的会聚能力，√Ａ越大则焦距越短，透镜的会聚作用就越强。
自聚焦透镜有其独特的优点：它的直径很小，可使光学系统的结构微型化；它的端面为平面，便于光学加工；它的长度的改变可使透镜的焦距和特性发生变化；它具有独特的成像特性，一个自聚焦透镜可以起着几个普通球面透镜的作用；它的象差可以通过改变透镜材料组分及离子交换工艺来控制。
目前自聚焦透镜在无源器件中很多方面还是别的产品无法替代的。
如０．２４８ｐｉｔｃｈ２光纤头端面做成一定角度的斜面，从而使反射回的光能够透射出传输介质从而增大回波损耗。
反射光’、～入射光∥＼／一／、＼、、、、弋～／／７７、、＼．／ＲＬ：：一·。
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Ｉ２．ｃｏｓ（２．０）．Ｒｏ；．。
准直光学系统设计准直光学系统是光学工程中的重要部分，它在许多应用领域中都起着关键作用。
准直光学系统的设计旨在实现光束的准直和精确定位，使其能够在光学器件中传输和聚焦。
本文将介绍准直光学系统的设计原理、常见元件和设计考虑。
准直光学系统的设计原理是基于光的传播规律和准直的要求。
根据几何光学的基本原理，光线的传播可以用光线传播路径和光线的方向来描述。
在准直光学系统中，光线的方向应该与系统的轴线平行，以实现光束的准直。
因此，设计准直光学系统的关键是调整光线的方向，使其与轴线平行。
准直光学系统通常由多个光学元件组成，其中最常见的是透镜和反射镜。
透镜是根据光的折射定律设计的，可以将光线聚焦或发散。
在准直光学系统中，透镜常用于调整光线的方向和焦距，以实现光束的准直。
反射镜则是根据光的反射定律设计的，可以改变光线的传播方向。
在准直光学系统中，反射镜常用于将光线反射到系统的轴线上，以实现光束的准直。
在设计准直光学系统时，需要考虑多个因素。
首先是光源的选择，光源的亮度和稳定性会对光学系统的性能产生重要影响。
其次是光学元件的选取和布局，不同的光学元件具有不同的特性和功能，应根据系统的要求选择合适的元件。
此外，还需要考虑光学元件的安装和调整，确保其能够准确地调整光线的方向和焦点位置。
准直光学系统的设计还需要考虑光束的质量和传输效率。
光束的质量可以通过调整光线的方向和焦点位置来改善，而传输效率则可以通过优化光学元件的材料和形状来提高。
此外，还需要考虑光学系统的稳定性和耐用性，以确保其能够在长时间使用中保持性能稳定。
准直光学系统设计是光学工程中的重要部分。
通过合理选择和布局光学元件，并进行精确的安装和调整，可以实现光束的准直和精确定位。
准直光学系统的设计需要考虑多个因素，包括光源选择、光学元件选取和布局、光束质量和传输效率等。
准直光学系统的设计不仅需要具备光学理论知识，还需要具备实际操作经验和创新思维能力。
通过不断优化设计，可以提高准直光学系统的性能和应用范围，为光学工程提供更多可能性。
摘要随着光学技术的发展，在很多高科技领域都涉及到光学知识，但是对它们的精度要求越来越高，所以要想在制造上达到高精度必须在检测设备上提高精度。
对于传统小口径的光学元件采用干涉法能获得高精度值。
但是如果大口径光学元件，检测方法就很复杂，即要减少成本又想提高精度，子孔径拼接法凭借可以利用小口径干涉仪多次测量大口径光学元件而获得。
所以子孔径拼接技术就发展起来。
子孔径拼接检测技术是拓展标准干涉仪的横向和纵向动态范围，实现低成本、高分辨率检测大口径光学元件的有效手段。
首先介绍光学元件及光学元件多种检测方法，包括面形偏差检测，曲率半径检测，光学不平行度检测，对比各自的优缺点。
然后引出子孔径拼接技术，接着分析了子孔径的分类，拼接模式的选取和子孔径数目的确定子孔径数据采集中关键问题的解决方法，后来又对算法进行分析，从多个方面分析子孔径拼接法的实现过程。
最后对子孔径拼接技术做了展望和应用前景。
关键词光学元件子孔径拼接法干涉测量AbstractAlong with the development of the optical technology, In many high-tech areas were related to optical knowledge,But for their accuracy is more and more high, so in order to achieve high precision manufacturing in testing equipment must improve precision.As for traditional optical component is small interference method can get high precision value.But if large diameter optical components, detection method is very complex, that is, to reduce costs and want to improve the accuracy of subaperture joining together with can use many times of large diameter measuring small interferometer optical element and obtain.So subaperture stitching technique is developed. Subaperture joining together test technology is development of standard interferometer horizontal and vertical dynamic range, and realize low cost, high resolution testing of large diameter optical element effective means.First introduction optical components and optical components a variety of testing methods, including face form error detection, the curvature radius detection, optical not parallel degree testing, compared to their respective advantages and disadvantages.And then draw out subaperture stitching technique, then analyses the classification of subaperture, joining together of the model selection and the determination of subaperture number subaperture of the key data acquisition method of solution, and then the algorithm analysis from several respects, analysis of subaperture joining together of the implementation process.keyword Optical components Subaperture stitching methodInterference measuring目录第一章绪论 (5)1.1 课题的来源及意义 (5)1.2国内外现状 (5)1.2.1 国外现状 (5)1.2.2国内现状 (6)1.3论文的主要研究内容 (6)第二章现代光学元件的检测 (7)2.1现代光学元件的种类 (7)2.2光学元件曲率半径的检测方法及原理 (7)2.2.1机械法 (7)2.2.2自准球径仪法 (9)2.2.3自准望远镜测量法 (10)2.2.4平行板剪切干涉法 (11)2.3 光学元件面形偏差的检测方法及原理 (12)2.3.1裴索平面干涉仪检测面形偏差 (13)2.3.2刀口阴影法检测面形偏差 (13)2.4平面光学零件光学不平行度测量 (14)2.4.1自准直法测光学不平行度 (15)2.4.2等厚干涉法测光学不平行度 (15)第三章子孔径拼接检测技术研究 (19)3.1子孔径拼接技术提出的背景 (19)3.2子孔径拼接的基本原理 (20)3.3子孔径拼接的分类 (21)3.3.1按子孔径形状 (21)3.3.2按子孔径排列顺序 (24)3.4 子孔径测量方法的比较 (24)第四章子孔径拼接法的具体实施 (26)4.1子孔径测量法的选择 (26)4.1.1移相干涉技术 (26)4.4.2移相器 (27)4.2子孔径数目的确定 (27)4.2.1平行模式的子孔径数目 (28)4.2.2同心模式的子孔径数目 (29)4.3 拼接算法的选择 (31)4.4子孔径拼接误差分析 (33)4.4.1干涉仪随机噪声误差 (33)4.4.2拼接模式和重叠率 (34)第五章子孔径拼接技术发展趋势和应用前景 (35)5.1子孔径拼接技术发展趋势 (35)5.2子孔径拼接技术应用前景 (35)结论 (35)致谢 (35)第一章绪论1.1 课题的来源及意义随着科学技术的不断发展，光学系统在各种高技术领域得到了越来越广泛的应用。
二元光学元件的设计理论、特殊工艺与应用分析摘要：二元光学自从80年代提出以来，由于其具有衍射效率高，色散性能好，以及具有传统光学不具有的独特的光学性能，而获得了迅速的发展。
本文介绍了二元光学的发展历程、加工方法、特殊工艺，并阐述了常用二元光学器件的具体应用，及其发展方向。
为同类元器件的研制与推广提供参考。
关键词：微光学、二元光学、衍射、光刻工艺1、前言传统光学元件是基于折反射原理的器件，如透镜、棱镜等都是用机械或手工的方法进行加工，不仅制造工艺复杂、而且元件尺寸大、重量大，已不能适应现代光学设备小型化、阵列化的趋势。
80年代中期，美国MIT林肯实验室的威尔得坎普率先提出了“二元光学”的概念，二元光学有别于传统光学元件制造方法，基于衍射光学的原理，元件表面采用浮雕结构，制造上可以采用现有集成电路生产方法，由于采用二元掩模故称为二元光学。
关于二元光学的准确定义，至今还没有统一的看法，但目前的共识是二元光学基于光波衍射理论，利用计算机辅助设计、并采用超大规模集成电路制造工艺在元件表面蚀刻产生不同台阶深度的浮雕结构，形成具有极高衍射效率的衍射光学元件，是光学与微电子学相互渗透交叉的前沿学科[1]。
它的出现将给传统光学设计和加工工艺带来新的革命。
2、二元光学元件研究进展2.1 设计理论二元光学元件的设计类似于传统的光学元件的设计方法，已知入射光的光场分布，以及所要达到的输出平面的光场分布，如何计算中间光学元件的参数，使得入射光经过光学系统后光场分布符合设计要求。
但是它们之间不同之处在于传统光学设计软件采用的是光线追击以及传递函数的设计方法，而二元光学采用的是衍射理论及傅立叶光学的分析方法。
但是在设计方法上仍有其共同点：如修正算法、模拟退火法、二元搜索法等也同样适合于二元光学元件的设计。
由于在许多情况下，二元光学元件的特征尺寸在波长量级或亚波长量级，故标量衍射理论已不在适用，因此必须发展描述光偏振特性和不同偏振光之间相互作用的矢量衍射理论[2]。
二元衍射光学元件
二元衍射光学元件是一种基于光的干涉和衍射现象的光学元件，由两个或更多具有不同折射率或透振幅的层状结构组成。
它们可以通过使用二元掩膜制造，其中掩膜由二进制编码的形式进行分层，这使得元件的制造更加简单和高效。
二元衍射光学元件具有体积小、重量轻、易复制、造价低、衍射效率高、设计自由度多、材料可选性宽、色散性能独特等特点。
同时，它们能实现传统光学器件难以完成的整列化、集成化及任意波面变换的功能，这使得它们在以光学元件为基础的信息捕获、抽取、测量及控制等过程中具有极大的应用潜力。
在学术研究方面，二元光学的发展并不止于对现有光学器件的小型化和集成化。
实际上，其概念的提出为解决一些传统光学无法解决的问题提供了新的思路和方法。
例如，二元光学元件的特殊性质使得它在一些对精度和稳定性有极高要求的应用场景中具有显著的优势。
然而，尽管二元光学元件具有许多优点，但它们也有一些局限性。
例如，二元光学元件的设计和制造需要精确控制光的干涉和衍射过程，这需要高度的专业知识和先进的制造技术。
此外，虽然二元光学元件可以实现高精度的波前控制，但在一些需要高精度测量和控制的场合，还需要进一步改进和优化。
总的来说，二元衍射光学元件是一种具有很大潜力的光学元件，它在许多领域都有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展和进步，我们有理由相信，二元光学将会在更多的领域得到应用和发展。
二元光学元件的制造技术一．概述二元光学是基于光波衍射理论发展起来的一个新兴光学分支，是光学与微电子技术相互渗透、交叉而形成的前沿学科。
基于计算机辅助设计和微米板加工技术制成的平面浮雕型二元光学器件具有质量轻、易复制、造价低等特点，并能实现传统光学难以完成的微小阵列、集成及任意波面变换等新功能，从而使光学工程与技术在诸如空间技术、激光加工技术与信息处理光纤通信及生物医学等现代国防、科学技术与工业等诸多领域中显示出前所未有的重要作用及广阔前景。
20世纪80年代中期，美国MIT林肯实验室率先提出，衍射光学元件的表面带有浮雕结构，使用了制作集成电路的生产方法，所用的掩模是二元的，而且掩模用二元编码形式进行分层，故引出了“二元光学”的概念。
随后加拿大、德国、俄罗斯等国也相继开展了这一领域的工作。
20世纪90年代初期，国际上兴起研究二元光学的热潮，并引起学术界和工业界的极大兴趣和青睐。
与此同时，我国也开始了该方面的研究。
经过十几年的研究，二元光学元件在设计理论、制作工艺和应用等方面取得了突破性进展。
（一）二元光学元件的结构二元光学元件是以光的衍射理论和计算机技术作为设计基础，以现代微电子技术作为加工和测量手段发展起来大的。
设计人员应用衍射理论和计算机数值计算，设计出满足一定功能的二元光学元件的位相分布，然后通过制造掩模、光刻、离子蚀剂、镀膜等各种细微加工方法，在玻璃、硅片或晶体片基上形成由亚微米级离散像素构成的浮雕型结构。
图1给出三种不同类型的二元光学元件剖面示意图。
其中图a为二值型，只包含0， 两个位相等级；图b为多值型，包含有N=2n个位相等级（图中n=2）;图c为混合型，它由一个折射光学元件和一个二元光学元件组合而成。
图（1）（a）二值型元件；（b）多值型元件；（c）混合型元件（二）二元光学元件特点二元光学元件除具有体积小、质量轻、容易复制等优点外，还具有如下许多独特的功能和特点：1．高衍射效率二元光学元件是一种纯相位衍射光学元件，为得到高衍射效率，可做成多位相等级的浮雕结构。
二元光学元件的原理与应用【摘要】二元光学元件是光学器件中的重要组成部分，具有广泛的应用价值。
本文从二元光学元件的基本原理、分类和组成方式等方面进行了详细介绍。
其中透镜、棱镜和偏振片是三种常见的二元光学元件，它们在光学系统中起着不可替代的作用。
通过对二元光学元件的组成和性能特点的分析，可以更好地理解光学系统的工作原理，并为光学器件的设计与应用提供参考。
未来，二元光学元件在光学通信、成像技术和激光加工等领域的应用前景广阔。
二元光学元件的研究和应用对于推动光学技术的发展具有重要意义。
【关键词】二元光学元件、原理、应用、透镜、棱镜、偏振片、分类、基本原理、组成、应用前景、总结、光学技术。
1. 引言1.1 概述二元光学元件是由两种不同材料组成的光学元件，在光学领域中起着重要的作用。
它们可以通过控制光线的传播方向、波长和偏振状态来实现不同的光学功能。
二元光学元件广泛应用于光通信、医疗成像、激光加工等领域，对于提高光学系统的性能和功能具有重要意义。
二元光学元件的设计原理基于不同材料对光的折射率、散射率和吸收率等光学性质的差异，通过将这些材料组合在一起，可以有效地控制光的传播和调节光学系统的性能。
透镜、棱镜和偏振片是常见的二元光学元件，它们在光学系统中起着重要的作用。
本文将介绍二元光学元件的基本原理、分类以及透镜、棱镜、偏振片组成的二元光学元件的特点和应用。
通过深入了解二元光学元件的原理和性能，可以更好地应用于各种光学系统中，提高光学系统的性能和功能，推动光学技术的发展。
1.2 研究意义二元光学元件作为光学系统中重要的组成部分，在现代光学技术和应用中具有重要的意义和作用。
通过对二元光学元件的研究，可以深入了解光学原理的基础知识，探索光学器件的设计和制造技术，以及拓展光学元件在各种领域中的应用。
二元光学元件的分类研究有助于我们更好地理解和区分不同类型的光学器件，进而为光学系统的设计和优化提供依据。
不同类型的二元光学元件在光学系统中具有不同的功能和作用，通过分类研究可以更好地选择合适的元件组成光学系统。
目录摘要与关键词 (1)前言 (1)1. 二元光学的概念 (1)2.二元光学元件的特点及功能 (1)3.二元光学元件的设计以及制造 (3)3.1 二元光学设计方法 (3)3.2 二元光学元件的设计步骤 (4)3.3二元光学元件的制造 (4)3.3.1 多掩膜法 (4)3.3.2电子束直写方法 (6)3.3.3 复制技术 (7)4、二元光学技术的应用 (8)4.1 二元光学微透镜阵列 (8)4.2 衍射光学激光共振腔 (8)4.3 像差校正 (8)4.4消反射与导膜共振滤波 (10)4.5 光互连 (11)4.6 灵巧扫描 (12)4.7 激光光盘读出头 (12)4.8 二元光学光纤列阵连接器 (13)4.9 多头激光划片机 (13)4.10 其它应用 (14)5、二元光学技术的展望 (14)6.结语 (15)参考文献 (15)致谢 (15)二元光学技术及其应用摘要：简述二元光学概念的提出与发展，对二元光学元件的特点及功能进行论述，本文介绍了二元光学元件的概况，衍射透镜理论，二元光学元件的制造方法以及二元光学技术的发展趋势。
Binary optical technology and applicationAbstract：Concept of briefly binary optics with development of binary optical element and discuss the characteristics and functions，The introduction of binary optical elements，theory of diffractive lenses，fabrication of binary optical elements and trend of binary optical teachnology are rdiafed.关键词：二元光学，二元光学元件，衍射，像差，色散，全息图Key words：Binary, binary optical element, diffraction and aberrations, chromatic dispersion, hologram前言二元光学是衍射型光学元件新的制作技术。
长距离准直的二元光学元件设计摘要：衍射光学是近年来光学领域中最具活力的研究方向之一。
将衍射光学的原理和技术应用于成像光学系统，结合折射光学元件构成折衍射混合光学系统，可以突破传统光学系统的某些限制，对提高成像系统的质量，简化系统结构和降低系统成本都具有重要意义。
本论文通过具体的二元光学器件的设计和制作，全面对此过程进行了研究和分析。
研究了依据无衍射理论设计二元光学元件的基本原理——无衍射光束；“无衍射光束”由J. Durnin于1987年首次提出，它是自由空间标量波动方程的一组特殊解, 其场分布具有第一类零阶贝塞尔函数J的形式。
它们的特点是在无界的自由空间传播时，与传播方向垂直的每个平面上光场分布是保持相同的，并且具有高度的局域化强度分布，也就是说光束中电场强度的横向分布很集中，这类光场绝对不遭受到衍射扩展，Durnin将这种光束称为无衍射光束。
该设计描述了设计激光束整形系统时，将其最佳优化的一些方法。
1）输入和输出的光线遵循能量守能定律。
2）光束整形系统优化函数是确定的。
在优化过程中，通过光学系统的所有光程都满足能量守恒和光程不变的原理。
3）ZEMAX的优化方法进行简单的介绍。
应用Zemax软件，给出了光准直系统物镜较完善的设计结果，满足了系统长距离准直要求。
同时，对透镜的结构提出了设计方案及其误差分析。
光准直透镜系统体性能达到了长距离准直的要求。
本文还探讨激光光束经过轴棱锥转换后产生的无衍射光束的传输特性和聚焦特性。
关键词：二元光学；轴棱锥；无衍射光束；最大准直距离；能量守恒The desigh of Binary optical elements for long collimator Abstract: There have been rapid developments in the research of diffractive optics for the past decade. The combination of diffractive optical elements (DOES) and conventional refractive optical elements can give us a new generation of optical systems which are know as hybrid diffractive-refractive systems and have the advantages of light weight, high image quality, low cost, and so on over conventional optical systems. This section describes a method for design elements of binary optics that can be used measured long distance and collimation by minimizing merit function. First, the conservation of energy condition is used to evaluate a relationship between the input and output raycoordinates. Then, elements of diffraction merit function is defined. This merit function includes the conditions of conservation of energy and constant optical path for all rays passing through the system. Finally, the optimization.methods of ZEMAX are briefly discussed. Based on the new configuration of optic stress system,“ Non-diffraction beam” was first proposed by J. Durnin in 1987, By designed and fabricated some actually binary optics elements , the thesis studied and analyzed the process of Binary Optics elements’ facture. There result of this design is well enough to meet the whole s ystem’s need. As to the fabricate, I introduced a novel manufacturing method for gray-scale masks based on spatial light modulator. In this thesis, the properties of the free-space propagation and focus were studied when a beam propagates through an axicon.Key words: Binary Optics；Axicon；Non-diffraction；Maximum non-diffraction distance；conservation of energy目录1 引言 (4)1.1 衍射及二元光学发展的历史回顾 (5)1.2 国内外研究现状 (6)1.2.1 设计理论方面的进展 (7)1.2.2 应用方面的进展 (8)1.3 长距离准直二元光学元件的未来展望 (10)2 长距离准直二元光学元件的设计 (11)2.1 设计原理——无衍射光束 (11)2.2 圆锥透镜的光束传播特性及其改进 (14)2.3 无衍射0J 光束最大准直距离 (15)2.3.1 用环缝透镜系统产生无衍射光束 (16)2.3.2 用全息法产生无衍射光束 (17)2.3.3 用轴棱锥产生无衍射光束 (17)2.4 长距离准直二元光学元件的设计方案 (18)2.4.1 长距离准直系统的设计 (19)2.5 设计与仿真 (23)3 二元光学元件的特性 (28)3.1 二元光学元件的衍射效率 (28)3.2 二元光学元件衍射强度分布及特点 (29)3.2.1 不同衍射级次的衍射效率 (31)3.2.2 衍射效率对混合光学系统性能的影响 (32)3.3 长距离准直二元光学元件成像的性质 (33)3.3.1 长距离准直二元光学元件的光焦度 (33)3.3.2 长距离准直二元光学元件的评价函数 (34)4 误差分析 (36)4.1 误差分析 (36)4.2 误差来源： (37)4.3 经长距离准直的测量精度产生的误差 (38)5 结论 (39)参考文献 (40)致谢 (43)1 引言根据光的折射和反射原理工作的传统成像光学系统在设计时经常会遇到一些原理性和技术性的限制，从而不得不在光学系统的性能、结构和成本之间做某些牺牲以求得某种平衡，这种状况已持续多年，使得成像光学系统的发展十分缓慢。
自八十年代中期以来，衍射光学及二元光学得到了迅速的发展，并成为光学领域最具活力的研究方向之一，给传统光学系统的发展注入了新的活力。
将衍射光学元件的原理和技术应用于成像光学系统，创造出新一代衍射混合光学系统，可以突破传统光学系统的限制，有利于成像光学系统色差及其它高级像差的校正，对提高成像光学系统的性能、简化系统结构、降低系统成本具有重要意义。
二元光学元件是指基于光波的衍射理论，利用计算机辅助设计，并利用超大规模集成电路制作工艺，在基片上(或传统光学器件表面)产生两个或多个台阶深度的浮雕结构，形成纯相位、同轴再现、具有极高衍射效率的一类衍射光学元件。
这一定义清楚地阐明了衍射光学的理论基础、元件的制作方法、结构特点以及实际应用中所表现出的优势。
二元光学元件是纯位相型同轴浮雕式衍射光学元件，并以多台阶位相结构来近似连续浮雕结构，同时在制作时，利用计算机设计和超大规模集成电路制作工艺等技术生产的一种高效率的新型功能元件。
1.1 衍射及二元光学发展的历史回顾二元光学元件源于全息光学元件，特别是计算全息光学元件，是一种位相型的衍射光学元件。
衍射光学元件的使用可以追溯到1987年，L.RayLeigh首先使用一种菲涅耳波带板的元件，以后出现的衍射光栅和菲涅耳透镜也是衍射光学元件。
由于这些衍射元件的实际用途有限，所以很久得不到重用。
20世纪40年代末英国科学家丹尼斯加伯(Dennis Gabor)提出全息的概念，由于没有良好特性的干涉光源，所以迟迟没有大的发展。
1966年，B.R.Brown等人制作了计算全息图，1968年L.B.Lesem等人又制作了相息图(Kinoform)。
计算全息元件效率低，且需离轴再现，相息图虽然同轴再现，但其元件的加工工艺却长期未能解决，因此研究进展缓慢，实用受限。
20世纪80年代美国麻省理工学院林肯实验室Veldlcamp首先提出二元光学的概念。
二元光学的概念一经提出，就得到了许多发达国家的重视而迅速发展起来；因为二元光学技术同时可以解决衍射元件的效率和加工问题是光学与微电子学相互渗透与交叉的前沿学科。
二元光学对现代光学技术的影响随着系统轻量化、小型化的要求，需要用重量轻、尺寸小的光学器件来替代。
因此研究二元光学元件在光学领域具有较好的发展。
60年代末期，Lesem等人提出了相息图的方法。
相息图将光波的位相信息以表面浮雕形式记录在胶片上。
它象菲涅耳透镜那样，通过改变自身的光学厚度去改变照射光波的位相或波前分布。
相息图的突出特点是衍射效率可以达到100%。
时隔不久出现了相息透镜。
从那时起，人们开展了各种表面浮雕结构制造技术的尝试。
20世纪80年代由于计算机辅助设计、超大规模集成电路光刻和干蚀法刻蚀工艺等方面工作取得的进展，为衍射光学的发展提供了技术支撑，也激起了科学家对衍射光学的研究兴趣。
美国麻省理工学院林肯实验室采用二元光刻掩膜技术用一系列的台阶形状来近似所要求的表面轮廓，首先制造出来表面质量很高，成像性能良好的衍射成像光学元件，称之为二元光学元件。
这样，二元光学这个术语受到了光学领域及相关领域的研究人员和工程技术人员的高度重视。
这标志着衍射成像光学元件的制造技术基本上进入了成熟阶段。
1.2 国内外研究现状80年代中期，美国MIT林肯实验室威尔得坎普（Veldkamp）领导的研究组在设计新型传感系统中，率先提出“二元光学”的概念，他当时描述到：现在光学有一个分支，它几乎完全不同于传统制作方式，这就是衍射光学，其光学元件的表面带有浮雕结构；由于使用了本来是制作集成电路的生产方法，所用的掩膜是二元的，且掩膜用二元编码形式进行分层，故引用二元光学的概念。
