Tras ser pioneros en elementos de objetivo asféricos y de fluorita, en Canon desarrollamos una tecnología que combina las características de ambos. En septiembre de 2000, se anunció la tecnología de elemento óptico de difracción (DO) multicapa y se mostró un prototipo de objetivo en la exhibición Photokina 2000 en Colonia. Los objetivos de la serie EF de Canon que incorporan tecnología DO llevan las letras «DO» en el nombre, como el EF 70-300mm f/4.5-5.6 DO IS USM, aunque los objetivos de la serie RF de Canon, como el RF 800mm F11 IS STM, ya no siguen esta nomenclatura para alinearlos con el resto de objetivos RF, que no incluyen los materiales del objetivo en el nombre.
Los elementos de óptica de difracción utilizan una red de difracción que modifica la ruta de los rayos de luz. La difracción se encuentra en objetivos normales cuando se utiliza una abertura pequeña. Los rayos de luz que pasan a través de esta abertura se doblan muy ligeramente, por lo que ya no se desplazan en línea recta. Esto afecta al enfoque y reduce la resolución del objetivo. Esta difracción es el motivo por el que muchos objetivos ofrecen el mejor rendimiento a una abertura aproximada de dos pasos por debajo del máximo, en lugar de en las aberturas más pequeñas.
Sin embargo, se puede usar una red de difracción para introducir correcciones en lugar de crear aberraciones. Las redes de difracción se parecen un poco a versiones en miniatura de los objetivos Fresnel utilizados en un faro. Se utilizan ampliamente en espectroscopios y en los sistemas ópticos de lectura de señales de los reproductores de CD y DVD.
Hasta 2000, los elementos de difracción no se habían utilizado en objetivos para cámaras porque la luz blanca tiende a producir luz difractada superflua a medida que pasa por la red. Esto produce velo óptico, que degrada la calidad de imagen.
Canon ha resuelto este problema creando un diseño multicapa a partir de dos elementos de óptica de difracción de una sola capa con redes de difracción circulares concéntricas opuestas. Cuando la luz incidental entra en el elemento, la luz difractada superflua no se produce y casi toda la luz se utiliza para la imagen. Esto permite utilizar un elemento óptico de difracción en un objetivo para cámara.