衍射光學(xué)元件（Diffractive Optical Elements) 簡稱 DOE， 又稱二元光學(xué)器件，主要用于激光束整形，比如均勻化、準(zhǔn)直、聚焦、形成特定圖案等。
主要應(yīng)用包括激光光束整形（如激光加工、醫(yī)療、成像系統(tǒng)、傳感器，圓形或方形平頂光束整形，矩陣、柵格、線形、圓形圖案整形）和用作天文學(xué)中的相位器件。典型應(yīng)用描述如下：
1. 在科研中應(yīng)用：
* 摻鈦藍(lán)寶石的泵浦光整形：衍射光學(xué)器件(DOE)將泵浦光YAG激光、倍頻光束變成均勻的平頂光束，以免損壞摻鈦藍(lán)寶石晶體。
* 腔內(nèi)激光束整形：衍射光學(xué)器件(DOE)作為腔內(nèi)相位鏡將前放光束整形為均勻方形光束（*I*兆焦耳激光工程中已經(jīng)使用）。
* 飛秒激光束整形：摻鈦藍(lán)寶石飛秒激光光束整形以優(yōu)化非線性效應(yīng)。
2. 在醫(yī)療中應(yīng)用：
* 對去皺紋的Er: G*ass激光束整形：衍射光學(xué)器件(DOE)將光束分成多個(gè)均勻光點(diǎn)進(jìn)行治療。
* 對治療血管損傷的KTP激光束整形：衍射光學(xué)器件(DOE)使光束在治療區(qū)均勻掃描。
* 對治療眼角膜的準(zhǔn)分子激光束整形：衍射光學(xué)器件(DOE)將光束變成完美的高斯光束以保證極高的治療精度。
3. 在激光加工中應(yīng)用：
* 焊接：衍射光學(xué)器件(DOE)將CO2激光光束變成圓環(huán)形均勻光束以便將能量分布在兩個(gè)焊接器件上。
* 切割：衍射光學(xué)器件(DOE)將Nd:YAG或CO2光束變成完美的高斯光束以保證極高的切割精度。
* 熱處理：衍射光學(xué)器件(DOE)將Nd:YAG,CO2或準(zhǔn)分子光束變成均勻分布的平頂光束以便均勻加工。
* 打標(biāo)：衍射光學(xué)器件(DOE)將Nd:YAG或準(zhǔn)分子光束變成均勻分布的平頂光束以便控制標(biāo)記深度與寬度。
4. 在天文學(xué)中應(yīng)用：
* 大氣擾動模擬相位片：二維編碼相位圖模擬大氣擾動的空間分布。
* 多個(gè)望遠(yuǎn)鏡鏡片相位調(diào)整：相位傳感器與模擬器以便準(zhǔn)直多個(gè)大型望遠(yuǎn)鏡鏡片。
* 行星探測：日冕觀測儀掩膜以減弱恒星高亮度光來觀察鄰近的行星。
* 成像系統(tǒng)的像差矯正相位片：菲涅耳衍射透鏡矯正天文成像儀的像差。
