激光DOE（衍射光学元件）是一种薄光学元件，用于在激光系统中对来自激光器的原始输入光束进行光学变换。使用DOE可能发生的光学变换类型的一些示例包括激光束的辐射图案变化或者激光分束。
对于辐射图案改变，我们指的是对激光系统发射的光的分布进行修改。例如，据说大多数激光器都会发射高斯光束或者类似光束。但是通常情况下，这一高斯光束的发射是一点也不可取的，因为在激光束能量局域话方面，该激光系统会变得效率低下或者更加难以控制。因此，沿着光学激光路径引入了激光DOE，以消除高斯辐射或者将其修改为能够更好地适合于激光系统预期应用需要的辐射图案。
上述激光DOEs的另一种应用就是分束。简单激分束可通过相叠分束器实现，但是其对产生的光束的控制是有限的。而且，它只能从一个输入光束中产生两个额外光束。相反，一个激光DOE能够沿着不同的方向产生一组额外光束。额外光束的数量是随意的，并且可形成任何图案阵列。原则上，输出光束与输入光束具有相同的光束特性，即使在需要时可对其进行修改。
还有许多其他激光DOEs的应用，如焦点束伸长或涡旋形成。激光DOEs能够进行所有这些复杂转换，因为它们利用光的波动性来进行转换。正如DOE的名称所暗示的那样，它们利用单模和相干光束显著的衍射效应来控制输出光束的强度。
激光DOE是一个像素化元件，其中每个元件都可被视为一个障碍物，既可以在特定光束区域引起局部相移，又可以简单地对其进行阻止。为了最大限度地提高光束通量，最好所有像素都是完全透明的，并且光束调制采用局部相移形式。在这种情况下，激光DOE也可被称为相位全息图或者相位计算机生成的全息图（CGH）。
