衍射光学元件（DOE）在设计中提供了许多自由度，通过使用现代光刻制造技术，制造具有强非球面相位函数的DOE，与制造具有二次相位函数的简单菲涅耳带透镜一样昂贵，因此，在某些情况下可以使用DOE，而不是更昂贵的非球面。此外，与更难制造定义明确的非球面表面相比，光刻制造技术保证了关于DOE相位函数的相当好的精度。
　　
　　衍射光学元件具有与折射元件相反符号的强色散允许校正色差，在这种情况下，DOE还为设计提供了额外的自由度，因为相位函数的非球面项还可以校正系统的单色像差，只要这些像差远小于校正色差的相位函数的二次项即可。