在很多實際應(yīng)用中，人們需要壓縮激光束的發(fā)散角，也就是通常所說的對激光束進行準直。

人們多采用倒置望遠鏡來準直激光。使用倒置望遠鏡準直激光的優(yōu)點包括，準直效果好，而且準直效果對倒置望遠鏡的相對于激光束腰的位置不太敏感。但是倒置望遠鏡體積較大。

使用單透鏡準直激光則剛好相反，體積較小，結(jié)構(gòu)較緊湊，但是準直效果和單透鏡相對于激光束腰的位置關(guān)系很大：入射高斯光束的束腰應(yīng)在透鏡的前焦面上，否則準直效果較差。

采用衍射元件可以同時解決上述兩個問題，即得到對束腰位置不敏感的準直效果。我司最近研發(fā)出這種準直效果對激光束腰位置不敏感的衍射元件,衍射元件和激光束腰之間在0-2000mm內(nèi)都能良好地準直，準直距離達40公里，準直距離內(nèi)光斑大小較穩(wěn)定，能量相對集中。

比如,我們假定透鏡焦距為1000 mm，下圖為當激光束腰離單透鏡距離分別為200mm，500mm，1000mm，1500mm，2000mm的時候，在40km處激光光斑的一維和二維功率密度。由圖中可以看出，只有在激光束腰在單透鏡焦點附近（即1000mm）時，才能很好的準直，而當激光束腰偏離單透鏡焦點位置時，準直效果很差。

相比之下，使用我們研發(fā)的衍射元件，當激光束腰在距離衍射元件為200-2000mm時都能較好地準直。下圖為激光束腰分別距離衍射元件200mm，500mm，1000mm，1500mm，2000mm的時候在40km處激光光斑的一維和二維功率密度，由圖中可以看出，光斑的大小基本穩(wěn)定，發(fā)散角較穩(wěn)定?？梢姽庠词x衍射元件的距離在一定范圍內(nèi)對所成的像影響不是很大。

下圖為當激光束腰在衍射元件前200mm處，距離分別為10km，25km，40km時激光光斑的一維和二維功率密度。由圖中也可以看出。光斑的大小以及能量分布基本保持穩(wěn)定。

對應(yīng)的是f=1000的單透鏡當激光束腰離透鏡為200mm時的時候在10km，25km，40km處激光光斑的一維和二維功率密度。可見其光斑半徑顯得很大。并不能很好的準直。

下圖為當激光束腰在衍射元件前1000mm處，距離分別為10km，25km，40km時激光光斑的一維和二維功率密度。

對應(yīng)的是f=1000的單透鏡當激光束腰離透鏡為1000mm時在10km，25km，40km處激光光斑的一維和二維功率密度。此時的單透鏡確實能很好的進行準直，但是當入射激光束束腰偏離準直透鏡的焦平面，準直透鏡就失去了準直功能。

下圖為當激光束腰在衍射元件前1500mm處，準直距離分別為10km，25km，40km時激光光斑的一維和二維功率密度。

對應(yīng)的是f=1000的單透鏡當激光束腰離透鏡為1500mm時在10km，25km，40km處激光光斑的一維和二維功率密度。

下圖為當激光束腰在衍射元件前2000mm處，準直距離分別為10km，25km，40km時激光光斑的一維和二維功率密度。

對應(yīng)的是f=1000的單透鏡當激光束腰離透鏡為2000mm時在10km，25km，40km時激光光斑的一維和二維功率密度。

從上面這些圖中可以看出，我們的衍射元件在距離激光束腰0-2000mm內(nèi)都能良好地準直，準直距離40km。