激光分束器就是将特定输入的激光束分成多个并行输出光束的光学器件。在激光通信、光盘存储、光互连以及激光3D成像、激光加工等领域中实现并行传输信息及能量，其处理速度比常规单一光束快几倍、几十倍甚至上百千倍。
激光分束器的发展现状
激光分束器的基本指标为激光波长、分束角间距θs、激光总视场θf，或者分束数M×N（N=1时为一维分束）、均匀性及效率等，见图1，其中分束器的衍射效率及均匀性是其关键参数，是区分高中低端产品的核心依据。
一般而言，衍射效率在80%以下的为低端产品，衍射效率在95%以上的为高端产品。
目前多台阶衍射激光分束器的理论已经较为成熟，但是受加工工艺条件的限制，基本上高端产品还是被几个大公司垄断，如以色列Holo-or公司、德国的Jenoptik公司、Holoeye等。
这类产品价格高，尤其在量少时价格更高，每片一般均在几万人民币，甚至高达十几万。
国内也有部分公司生产中低端产品，中国科学院光电技术研究所研制的激光分束器的均匀性及衍射效率达到国外先进水平，其衍射效率及均匀性等核心指标均达到90%以上，部分达到95%以上。
其中，1x16激光分束器已经在中国航天探月工程嫦娥三号着陆器中的激光三维成像敏感器中获得成功应用，实现了对着陆附近月面面形高精度快速测量。
除此之外，激光分束器还用于很多民用场合。例如激光通信中的多通道并行传输激光扇出（Fan out）、激光雷达（Lidar）多点并行发射天线，激光加工中的二维多点激光打孔、激光打标、快速多点并行3D激光打印，以及激光微创医疗美容中的多点阵激光祛斑、激光嫩肤等。
此外，近年来飞秒激光加工也逐步应用于多焦点纵向三维激光分束来实现蓝宝石等透明材料的激光切割、激光打孔，大大提高加工效率。
激光分束器分类
按照光传输的特性分类
按照光传输的特性，激光分束器可分为折射激光分束器及衍射激光分束器。
折射激光分束器
折射激光分束器主要有透镜阵列及棱镜阵列，如图2所示。这类分束器是对输入激光波前进行分割，优点一是结构简单、能够进行多个激光波长的分束；优点二是效率高，一般均能大于90%以上。缺点是各个分束光束的光强分布与入射光束一致，因此一般来说均匀性不好。例如输入为高斯光束的激光经过这类分束器后，其各个子光束的中心轮廓的分布仍然是高斯型。
衍射激光分束器
衍射激光分束器是根据输入光束的特点，通过加载复杂结构，使这些光场在特定输出面进行衍射传输及干涉叠加，形成特定的多光束分布。
衍射激光分束可以分为振幅型、纯相位型及复合型（复振幅型）。
a
振幅型激光分束器
就是通过遮挡不同区域，使通过透明区域的光形成衍射及干涉，在特定面形成多光束，如常用的振幅型光栅。
振幅型分束器由于遮挡的原因损失了部分能量，所以效率相对较低，通常仅应用于激光测试等小功率场合，而在中功率、高功率激光应用中较少被采用。
此外由于其结构仅仅依靠调制透明区域的其宽度及位置信息，所以分束均匀性较差；
b
纯相位型激光分束器
通常也称之为相息图（Kinoform）,即狭义上的衍射光学元件（Diffractive Optical Element,DOE）。
输入激光通过这类衍射光学元件的纯相位调制后，在特定区域衍射及干涉后，形成与入射光束模式几乎一致的多光束，这些光束可以是一维线阵排列、二维面阵排列，也可以是六边形排列及其他方式排列。
这类器件因为无振幅遮拦，对所有光均透明，所以其理论可以达到100%；
c 复振幅激光分束器
振幅及相位同时调制的复振幅激光分束器，或者称为全息光学元件（Holographic Optical Element, HOE）。
这类器件的振幅及相位同时被调制、其设计自由度更多，理论上更容易获得高均匀的分束。但是振幅的连续调制在技术上是很难实现，故实际工程中一般采用0、1二值形式，这又导致衍射效率下降，所以一般仅用于激光测试等少数领域中。
纯相位结构的Kinoform由于设计自由度多、衍射效率高、体积小、重量轻的优点成为各种激光分束器最为理想的型式。但是Kinoform加工非常困难，所以有时只设计加工成两台阶的纯相位结构，如典型的Dammann光栅，如图3所示。
这类分束器设计、制作相对简单，波前控制完全依靠其横向突变点来完成，对制作要求极为苛刻，很小的制作误差将导致目标衍射场外高级衍射增加，使分束均匀性及衍射效率下降。
1987年MIT林肯实验室WilfridVeldkamp提出的基于IC光刻工艺制作的多台阶逼近的二元光学（Binary Optics, BO）及二元光学元件（Binary Optical Element, BOE）为DOE器件的制作提供了一种有效途径，成为目前均匀性、衍射效率等综合性能最好、最实用的衍射激光分束器。
如图4(a)所示，图4(b)为二元光学激光分束器的单一周期内的结构图。当其台阶数达到16阶时，其衍射效率即可达到99%，图4(c)为理论衍射效率与台阶数的关系。
BOE激光分束器具备高衍射效率的同时成本相对较高，属于光学元件中的奢侈品，目前主要应用于航空航天等高端领域。
随着大尺寸IC光刻工艺的提高以及高抗损伤阈值光学材料复制技术的成熟，多台阶衍射激光分束器的成本将逐步降低，有望应用到更多的激光领域中。
按照激光分束的光斑排布分类
按照激光分束的光斑排布来看，激光分束器可以分为一维线状分束器、二维面阵排列及三维Z向（或纵向）分束器，如图5所示。
如何挑选激光分束器
最后在选择激光分束器时，应该尽可能选择高衍射效率、高均匀性的高端产品。例如对Lidar多通道应用，高衍射效率的激光分束器将大大降低发射激光的能量及系统体积，或者说在激光发射功率一定时，高衍射效率的激光分束器将增加其作用距离。
高均匀性的激光分束器将提高接收探测器的线性性能。对于激光加工、激光医疗等应用来说，高均匀性的激光分束器有助于提高加工的一致性，而高效率的激光分束器不仅有利于减少激光输出功率，而且有助于减少杂散光对光学加工头的影响，提高光学系统的稳定性。