CN113325596B - 一种衍射光学元件及光学设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种衍射光学元件及光学设备，应用于光学衍射技术领域，可解决衍射光学元件进行衍射的时候，存在衍射光信号能量损耗较大，或者衍射光信号之间能量分布不均匀的问题。该衍射光学元件包括：基板，所述基板上阵列排布有多个矩形设置区域；多个光学微结构，所述光学微结构沿垂直所述基板方向的投影轮廓位于对应的所述矩形设置区域内；所述投影轮廓包括沿第一方向相对设置的第一边界和第二边界，所述第一边界和所述第二边界沿所述第一方向的间距先逐渐减小再逐渐增大；第一边界和第二边界满足反比例函数公式。

Description

一种衍射光学元件及光学设备

技术领域

本发明实施例涉及光学衍射技术领域，尤其涉及一种衍射光学元件及光学设备。

背景技术

目前，在通过光飞行时间技术(Time of Flight，TOF)或者结构光进行深度检测或者三维检测的过程中，需要通过衍射光学元件(Diffractive Optical Element，DOE)将发射的光源信号进行衍射，得到多束衍射光信号进行计算。现有的衍射光学元件进行衍射的时候，存在衍射光信号能量损耗较大，或者衍射光信号之间能量分布不均匀的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种衍射光学元件及光学设备，用以解决现有技术中衍射光学元件进行衍射的时候，存在衍射光信号能量损耗较大，或者衍射光信号之间能量分布不均匀的问题。为了解决上述技术问题，本发明实施例是这样实现的：

第一方面，提供一种衍射光学元件，所述衍射光学元件包括：

基板，所述基板上阵列排布有多个矩形设置区域；

多个光学微结构，所述光学微结构沿垂直所述基板方向的投影轮廓位于对应的所述矩形设置区域内；所述投影轮廓包括沿第一方向相对设置的第一边界和第二边界，所述第一边界和所述第二边界沿所述第一方向的间距先逐渐减小再逐渐增大；所述第一边界和所述第二边界满足反比例函数。

通过该方案，该衍射光学元件可以包括基板，基板上阵列排布有多个矩形设置区域；以及多个光学微结构，光学微结构沿垂直基板方向的投影轮廓位于对应的矩形设置区域内；每个光学微结构的投影轮廓包括沿第一方向相对设置的第一边界和第二边界，该第一边界和第二边界沿第一方向的间距先逐渐减小再逐渐增大，并且满足反比例函数公式。本发明实施例通过限定两条对称设置的边界满足反比例函数公式，这样可以简化光学微结构的复杂的边界结构，以提高制作光学微结构的效率；并且对光学微结构的两条对称设置的边界进行限定，可以降低衍射光学元件在衍射过程中的能量损耗，并且提高衍射过程的能量分布均匀度，以使得衍射效率和衍射均匀度达到标准要求。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例的第一方面中，所述反比例函数的公式为：

p为形貌参数，所述形貌参数大于或者等于500，且小于或者等于6000。

通过该方案，限定反比例函数的公式，并说明公式中形貌参数的范围，以限定光学微结构的尺寸。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例的第一方面中，所述光学微结构沿垂直所述基板方向的厚度大于或者等于0.86um，小于或者等于1.2um。

通过该方案，限定光学微结构的厚度范围，提高衍射光学元件的光学性能。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例的第一方面中，所述光学微结构为中心对称结构。

通过该方案，限定光学微结构为中心对称结构，提高衍射光学元件的光学性能。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例的第一方面中，多个所述光学微结构包括M*N个所述光学微结构，多个所述矩形设置区域包括M*N个所述矩形设置区域，M*N个所述光学微结构与M*N个所述矩形设置区域一一对应，M和N均为大于或者等于10的整数。

通过该方案，限定衍射光学元件的光学微结构数量，以使得衍射光学元件的衍射效率和衍射均匀度达到标准要求。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例的第一方面中，所述衍射光学元件还包括：

余胶层，所述余胶层设置于所述光学微结构与所述基板之间，用于将所述光学微结构固定在所述基板上。

通过该方案，限定衍射光学元件的组成结构，引入余胶层。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例的第一方面中，所述余胶层的折射率大于或者等于1.5，小于或者等于1.6。

通过该方案，限定余胶层的折射率范围。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例的第一方面中，所述每个光学微结构的投影轮廓还包括：沿第二方向相对设置的第三边界和第四边界；所述第一边界、第三边界、第二边界和第四边界依次平滑连接，所述第一方向与所述第二方向垂直。

通过该方案，引入每个光学微结构的投影轮廓的第三边界和第四边界，并且说明四条边界之间的连接方式以及方向之间的关系，更清楚的限定光学微结构的结构特征。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例的第一方面中，所述基板上沿第三方向和第四方向阵列排布有多个矩形设置区域，所述第三方向与所述第四方向垂直；第一目标方向与第二目标方向之间的夹角处于预设夹角范围内；所述第一目标方向包括：所述第一方向，所述第二方向；所述第二目标方向包括：所述第三方向，所述第四方向。

通过该方案，限定第一方向、第二方向以及光学微结构阵列排布的方向之间的角度关系。

第二方面，提供一种光学设备，所述光学设备包括：

激光发射器，用于作为光源发射激光光束；

如本发明实施例第一方面所述的衍射光学元件，所述衍射光学元件用于对所述激光发射器发射的所述激光光束进行衍射。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例中，该衍射光学元件可以包括基板，基板上阵列排布有多个矩形设置区域；以及多个光学微结构，光学微结构沿垂直基板方向的投影轮廓位于对应的矩形设置区域内；每个光学微结构的投影轮廓包括沿第一方向相对设置的第一边界和第二边界，该第一边界和第二边界沿第一方向的间距先逐渐减小再逐渐增大，并且满足反比例函数公式。本发明实施例通过限定两条对称设置的边界满足反比例函数公式，这样可以简化光学微结构的复杂的边界结构，以提高制作光学微结构的效率；并且对光学微结构的两条对称设置的边界进行限定，可以降低衍射光学元件在衍射过程中的能量损耗，并且提高衍射过程的能量分布均匀度，以使得衍射效率和衍射均匀度达到标准要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种衍射光学元件的平面结构示意图一；

图2是本发明实施例提供的一种光学微结构的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种衍射光学元件的立体结构示意图一；

图4是本发明实施例提供的一种衍射光学元件的剖面结构示意图一；

图5是本发明实施例提供的一种衍射光学元件的立体结构示意图二；

图6是本发明实施例提供的一种衍射光学元件的剖面结构示意图二；

图7是本发明实施例提供的一种衍射光学元件的剖面结构示意图三；

图8是本发明实施例提供的一种衍射光学元件的平面结构示意图二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述对象的特定顺序。例如，第一端部和第二端部等是用于区别不同的端部，而不是用于描述端部的特定顺序。

本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，本发明实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

DOE通常采用微纳刻蚀工艺构成二维分布的光学微结构，每个光学微结构可以有特定的形貌、折射率等，对激光波前位相分布进行精细调控。激光经过每个衍射单元后发生衍射，并在一定距离(通常为无穷远或透镜焦平面)处产生干涉，形成特定的光强分布。衍射光学元件问世后在高功率激光、激光加工、激光医疗、显微成像、激光雷达、结构光照明、激光显示等等领域展现了巨大的应用潜力。

相关技术中，在通过TOF或者结构光进行深度检测或者三维检测的过程中，需要通过DOE将发射的光源信号进行衍射，得到多束衍射光信号进行计算。现有的衍射光学元件进行衍射的时候，存在衍射光信号能量损耗较大，或者衍射光信号之间能量分布不均匀的问题。

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种衍射光学元件及光学设备，该衍射光学元件可以包括基板，基板上阵列排布有多个矩形设置区域；以及多个光学微结构，光学微结构沿垂直基板方向的投影轮廓位于对应的矩形设置区域内；每个光学微结构的投影轮廓包括沿第一方向相对设置的第一边界和第二边界，该第一边界和第二边界沿第一方向的间距先逐渐减小再逐渐增大，并且满足反比例函数公式。本发明实施例通过限定两条对称设置的边界满足反比例函数公式，这样可以简化光学微结构的复杂的边界结构，以提高制作光学微结构的效率；并且对光学微结构的两条对称设置的边界进行限定，可以降低衍射光学元件在衍射过程中的能量损耗，并且提高衍射过程的能量分布均匀度，以使得衍射效率和衍射均匀度达到标准要求。

实施例一

如图1所示，本发明实施例提供一种衍射光学元件，该衍射光学元件包括：多个光学微结构11和基板12。

其中，基板12上阵列排布有多个矩形设置区域121；每个光学微结构11沿垂直基板12方向的投影轮廓位于对应的矩形设置区域121内。

需要说明的是，多个光学微结构11中的每个光学微结构11均相同，以其中一个光学微结构11为例进行说明。

在本发明实施例中，如图2所示，每个光学微结构11的投影轮廓包括沿第一方向m相对设置的第一边界11a和第二边界11b，第一边界11a和第二边界11b沿第一方向m的间距先逐渐减小再逐渐增大。

需要说明的是，该第一边界11a和第二边界11b满足反比例函数。

可选的，如图2所示，每个光学微结构11的投影轮廓还可以包括：沿第二方向n相对设置的第三边界11c和第四边界11d。

其中，第一边界11a、第三边界11c、第二边界11b和第四边界11d依次平滑连接，第一方向m与第二方向n垂直。

示例性的，如图2所示，第一方向m为第三边界11c与第四边界11d之间连线的方向，在图2中以箭头m表示。

示例性的，如图2所示，第二方向n为第一边界11a与第二边界11b之间连线的方向，在图2中以箭头n表示。

可选的，第一边界11a和第二边界11b向内凹陷，第三边界11c和第四边界11d向外凸出。

可选的，第三边界11c和第四边界11d存在向外凸出的弧度，即过第三边界的任一个端点做第三边界的第一切线，该第一切线与第三边界的两个端点之间连线的第一角度大于0；同理，过第四边界的任一个端点做第四边界的第二切线，该第二切线与第四边界的两个端点之间连线的第二角度大于0。

进一步的，第一角度和第二角度相等。

进一步的，第一角度和第二角度可以小于30°。

可选的，如图2所示，光学微结构11为中间窄、两边宽的结构。

可选的，每个光学微结构11可以为轴对称结构。

其中，每个光学微结构11可以沿第二方向n的最小尺寸所在直线对称；每个光学微结构11还可以沿第二方向n的最小尺寸所在直线的中垂线对称，该第二方向n的最小尺寸所在直线的中垂线的方向即为第一方向m。

进一步的，每个光学微结构11还可以为中心对称结构。

其中，每个光学微结构11的中心点可以为沿第二方向n的最小尺寸所在直线与第二方向n的最小尺寸所在直线的中垂线之间的交点。

通过大量实验可以得到，相比于采用其他形状作为光学微结构的形状，采用该中间窄、两边宽的结构作为光学微结构的形状，可以在后续的优化算法中使光束能量的误差函数更快地收敛到全局最优解，即可以使分束后的光束能量相对于期望值具有更小的误差，从而更准确地获得满足需求的光束能量分布。

可选的，如图2所示，第一边界11a和第二边界11b满足反比例函数。

其中，反比例函数的公式为

p为系数(可以称为：形貌参数)，可以通过调整p的大小从而改变光学微结构11的尺寸。

可选的，当p越大，在第一边界11a和第二边界11b的端点固定的情况下，该光学微结构11的第一边界11a和第二边界11b之间连线的尺寸越大；当p越小，在第一边界11a和第二边界11b的端点固定的情况下，该光学微结构11的第一边界11a和第二边界11b之间连线的尺寸越小。

可选的，形貌参数p可以大于或者等于500，且小于或者等于6000。

进一步的，形貌参数p可以大于或者等于500，且小于或者等于3600。

可选的，如图1所示，基板12上沿第三方向x和第四方向y阵列排布有多个矩形设置区域121，第三方向x和第四方向y垂直。

可选的，第一目标方向与第二目标方向之间的夹角处于预设夹角范围内。

需要说明的是，第一目标方向包括：第一方向m，或第二方向n；第二目标方向包括：第三方向x，或第四方向y。

可选的，第一目标方向与第二目标方向之间的夹角处于预设夹角范围内，具体可以包括以下可选的实现方式：31.5-56.1

实现方式一：第一目标方向为第一方向m，第二目标方向为第三方向x。

在该可选的实现方式中，第一方向m和第三方向x之间的夹角处于预设夹角范围内，该预设夹角范围大于或者等于123.9°，小于或者等于148.5°。

实现方式二：第一目标方向为第一方向m，第二目标方向为第四方向y。

在该可选的实现方式中，第一方向m和第四方向y之间的夹角处于预设夹角范围内，该预设夹角范围大于或者等于33.9°，小于或者等于58.5°。

实现方式三：第一目标方向为第二方向n，第二目标方向为第三方向x。

在该可选的实现方式中，第二方向n和第三方向x之间的夹角处于预设夹角范围内，该预设夹角范围大于或者等于33.9°，小于或者等于58.5°。

实现方式四：第一目标方向为第二方向n，第二目标方向为第四方向y。

在该可选的实现方式中，第二方向n和第四方向y之间的夹角处于预设夹角范围内，该预设夹角范围大于或者等于31.5°，小于或者等于56.1°。

可选的，每个光学微结构形成在基板上，基板可以为光透射基板(例如，透明基板)。该基板还可以为硅晶体或者二氧化硅的薄片。该基板的材料可以是鹏硅酸钠玻璃、蓝宝石或者熔融硅石中的一种或者多种。

可选的，该基板还可以包括电介质材料层、光透明材料层或者抗反射材料层，该抗反射材料可以在光通过衍射光学元件时减小反射。形成该抗反射材料层的材料可以是二氧化钛。

可选的，光学微结构的材料可以为无影胶(Ultraviolet Rays胶，UV胶)。

可选的，衍射光学元件的制作过程，具体可以包括两种实现方式：

实现方式一：可以先在基板上形成一层余胶层，并通过压印的方式，在该余胶层上形成多个光学微结构。

可选的，基板的厚度为0.3毫米(mm)，光学微结构沿垂直基板方向的厚度处于0.86um～1.2um范围内，余胶层的厚度为1.2um，余胶层的折射率处于1.5～1.6范围内。

示例性的，如图3所示为衍射光学元件的结构图，如图4所示为该衍射光学元件的剖面结构图，余胶层13存在于整个基板11上。

可选的，该余胶层13可以是UV胶层，还可以为两液混合硬化胶层。

可选的，压印是将板料放在上、下模之间，在压力作用下使其材料厚度发生变化，并将挤压外的材料，充塞在有起伏细纹的模具形腔凸、凹处，而在工件表面得到形成起伏及字样或花纹的一种成形方法。在本发明实施例中，可以先在基板上涂覆UV胶，再使用具有光学微结构的三维轮廓的模具在UV胶层上进行压印，并重复多个压印步骤以得到整个衍射光学元件。

实现方式二：可以直接将多个光学微结构固定在基板上。

可选的，在衍射光学元件的制作过程中，可以先在基板上的每个矩形设置区域中涂抹适量胶水，再将每个光学微结构固定在每个矩形设置区域中。在每个光学微结构与矩形设置区域中的胶水起固定作用，可以被称为余胶层。

示例性的，如图5所示为衍射光学元件的结构图，如图6所示为该衍射光学元件的剖面结构图，余胶层13仅存在于基板11与每个光学微结构12之间。

可选的，该余胶层13可以是UV胶层。

可选的，图3、图4、图5和图6所示的光学微结构是形成在基板上的凸起结构，但在实际应用中，也可以将光学微结构设计成凹陷结构；先在基板上形成一层余胶层，通过具有光学微结构的三维轮廓的模具在余胶层中压制出凹陷的具有光学微结构的三维轮廓的空间，再使用UV胶进行填充以得到整个衍射光学元件。本发明实施例不做限定。

示例性的，如图7所示为凹陷型衍射光学元件的剖面结构图。

可选的，当光学微结构为凹陷结构时，余胶层可以为与光学微结构材质不同的两液混合硬化胶层。

可选的，该衍射光学元件中可以包括多个光学微结构，该多个光学微结构的数量可以大于或者等于2。

可选的，该衍射光学元件中可以包括M*N个光学微结构，在基板上可以包括M*N个矩形设置区域，该M*N个光学微结构与M*N个矩形设置区域一一对应。

其中，M和N均为大于或者等于10的整数，即在基板上可以阵列排布至少100个光学微结构。

示例性的，如图8所示，在基板12上可以阵列排布121个光学微结构11。

可选的，为了在工艺上实现该骨头状的微结构，每个光学微结构11所对应的矩形设置区域121的尺寸也应满足工艺加工的条件，不能过小，否则不易加工。

示例性的，每个光学微结构11所对应的矩形设置区域121的第一边长和第二边长通常大于或者等于1um，该第一边长和第二边长为矩形设置区域121相邻的两条边界的尺寸。

可选的，在实验过程中，通常根据衍射效率和衍射均匀度表征衍射光学元件的性能。

需要说明的是，衍射光学元件用于对单束光进行衍射，得到K*K个衍射散斑，该K*K个衍射散斑呈阵列排布，K为大于或者等于1的整数。

可选的，衍射效率等于该K*K个衍射散斑的总光强与单束光的光强的比值。该比值越小，衍射光学元件的衍射效率越低，衍射光学元件的性能越差；该比值越大，衍射光学元件的衍射效率越高，衍射光学元件的性能越好。

需要说明的是，该K*K个衍射散斑的总光强为所有衍射散斑的光强之和，衍射散斑对应的光强可以通过衍射散斑的灰度值换算得到，也可以通过光电传感器检测得到。

可选的，衍射均匀度等于灰度值最大的衍射散斑的第一光强与灰度值最小的衍射散斑的第二光强之和与第一光强与第二光强之差的比值。该比值越小，衍射光学元件的衍射均匀度越好，衍射光学元件的性能越好；该比值越大，衍射光学元件的衍射均匀度越差，衍射光学元件的性能越差。

需要说明的是，第一光强可以通过灰度值最大的衍射散斑的灰度值换算得到，也可以通过光电传感器检测得到；第二光强可以通过灰度值最小的衍射散斑的灰度值换算得到，也可以通过光电传感器检测得到。

可选的，该衍射效率可以大于或者等于75％，该衍射均匀度可以大于或者等于90％。

示例性的，本发明实施例提供了一种衍射光学元件，该衍射光学元件可以将单束光衍射为3*3个衍射散斑，因此也可以称为3*3衍射光学元件。单束光经过衍射光学元件后形成的3*3个衍射散斑之间的相对能量还需要通过对上述参数值的具体优化来实现，不同的参数值可以得到不同的能量分布情况。

可选的，在每个光学微结构11的制作过程中，可以改变第一边界和第二边界所满足的反比例函数公式中的形貌参数，从而改变衍射光学元件的光学性能。

可选的，经过实验，调整形貌参数的取值，得到的衍射散斑的衍射均匀度也不同。

示例性的，当形貌参数p＝300时，衍射均匀度＝80.7％；当形貌参数P＝500时，衍射均匀度＝90.8％；当形貌参数P＝1000时，衍射均匀度＝92.3％；当形貌参数P＝4000时，衍射均匀度＝95.9％；当形貌参数P＝6000时，衍射均匀度＝91.3％；当形貌参数P＝7500时，衍射均匀度＝87.6％。

进一步的，本发明实施例的衍射光学元件上的每个光学微结构的尺寸参数还可以进行细微调整，例如对沿第二方向的最小尺寸及其中垂线的长度和位置、光学微结构的边缘弧度等细节不断进行优化，从而实现满足各种能量分布需求的3*3衍射光学元件。

本发明实施例的衍射光学元件可以应用深度检测或者三维检测中，例如应用在基于TOF或者结构光的深度检测或者三维检测中。

本发明实施例提供一种衍射光学元件，该衍射光学元件可以包括基板，基板上阵列排布有多个矩形设置区域；以及多个光学微结构，光学微结构沿垂直基板方向的投影轮廓位于对应的矩形设置区域内；每个光学微结构的投影轮廓包括沿第一方向相对设置的第一边界和第二边界，该第一边界和第二边界沿第一方向的间距先逐渐减小再逐渐增大，并且满足反比例函数公式。本发明实施例通过限定每个光学微结构的两条对称设置的边界满足反比例函数公式，这样可以简化每个光学微结构的复杂的边界结构，以提高制作每个光学微结构以及衍射光学元件的效率；并且对每个光学微结构的两条对称设置的边界进行限定，可以降低衍射光学元件在衍射过程中的能量损耗，并且提高衍射过程的能量分布均匀度，以使得衍射效率和衍射均匀度达到标准要求。

本发明实施例还提供一种光学设备，包括：激光发射器，该激光发射器用于作为光源发射激光光束；以及，上述实施例中的衍射光学元件，该衍射光学元件用于对激光发射器发射的激光光束进行衍射。

示例性的，该激光发射器可以是垂直共振腔面发射型激光器(Vertical-CavitySurface-Emitting Laser，VCSEL)，半导体纳米激光发射器等。

可选的，该光学设备还可以包括：准直镜，该准直镜设置于激光发射器与衍射光学元件之间，可以对激光发射器发射的激光光束进行校准，将发散光路校准为平行光路；并将校准后的平行光路传输到衍射光学元件中进行衍射。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定特征、结构或特性可以以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物单元，即可位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

上述集成的单元若以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可获取的存储器中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或者部分，可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干请求用以使得一台计算机设备(可以为个人计算机、服务器或者网络设备等，具体可以是计算机设备中的处理器)执行本发明的各个实施例上述方法的部分或全部步骤。

Claims (9)

1.一种衍射光学元件，其特征在于，所述衍射光学元件包括：

基板，所述基板上阵列排布有多个矩形设置区域；

多个光学微结构，所述光学微结构沿垂直所述基板方向的投影轮廓位于对应的所述矩形设置区域内；所述投影轮廓包括沿第一方向相对设置的第一边界和第二边界，所述第一边界和所述第二边界沿所述第一方向的间距先逐渐减小再逐渐增大；所述第一边界和所述第二边界满足反比例函数，所述反比例函数的公式为：

p为形貌参数，所述形貌参数大于或者等于500，且小于或者等于6000。

2.根据权利要求1所述的衍射光学元件，其特征在于，所述光学微结构沿垂直所述基板方向的厚度大于或者等于0.86um，小于或者等于1.2um。

3.根据权利要求1所述的衍射光学元件，其特征在于，所述光学微结构为中心对称结构。

4.根据权利要求1所述的衍射光学元件，其特征在于，多个所述光学微结构包括M*N个所述光学微结构，多个所述矩形设置区域包括M*N个所述矩形设置区域，M*N个所述光学微结构与M*N个所述矩形设置区域一一对应，M和N均为大于或者等于10的整数。

5.根据权利要求1所述的衍射光学元件，其特征在于，所述衍射光学元件还包括：

余胶层，所述余胶层设置于所述光学微结构与所述基板之间，用于将所述光学微结构固定在所述基板上。

6.根据权利要求5所述的衍射光学元件，其特征在于，所述余胶层的折射率大于或者等于1.5，小于或者等于1.6。

7.根据权利要求1所述的衍射光学元件，其特征在于，每个所述光学微结构的投影轮廓还包括：沿第二方向相对设置的第三边界和第四边界；所述第一边界、所述第三边界、所述第二边界和所述第四边界依次平滑连接，所述第一方向与所述第二方向垂直。

8.根据权利要求1所述的衍射光学元件，其特征在于，所述基板上沿第三方向和第四方向阵列排布有多个矩形设置区域，所述第三方向与所述第四方向垂直；第一目标方向与第二目标方向之间的夹角处于预设夹角范围内；所述第一目标方向包括：所述第一方向，或第二方向，所述第一方向与所述第二方向垂直；所述第二目标方向包括：所述第三方向，或所述第四方向。

9.一种光学设备，其特征在于，所述光学设备包括：

激光发射器，用于作为光源发射激光光束；

如权利要求1至8任一项所述的衍射光学元件，所述衍射光学元件用于对所述激光发射器发射的所述激光光束进行衍射。

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