上海光機所高功率激光物理聯(lián)合室實驗室張軍勇課題組首次將古希臘梯子映射到納米結(jié)構(gòu)中，以解析的數(shù)學(xué)形式完整描述了三維陣列焦點成像的方法，通過數(shù)論解決了結(jié)構(gòu)設(shè)計的初始化問題。
在特定條件下，該結(jié)構(gòu)的M*N維可以降到1*N維，借助代數(shù)定理過渡到廣義Fibonacci結(jié)構(gòu)。相比于后者，前者的多層焦面之間的距離更容易實現(xiàn)微米和納米級，因此更易用于生物細胞成像、顯微、光刻等領(lǐng)域。而廣義Fibonacci結(jié)構(gòu)的多層焦面之間的距離更易具有宏觀尺度，故此在長波段更易用于光學(xué)顯示、虛擬投影技術(shù)、激光加工、激光分束、光束合成等。利用不同的波段可以實現(xiàn)從微觀到宏觀距離的自由調(diào)控。
在可見光波段，通常利用浮雕技術(shù)調(diào)控光束的波前位相，但這種技術(shù)方案在EUV和X射線波段很難實現(xiàn)。課題組巧妙地將位相調(diào)制映射成空間位置的坐標函數(shù)，實現(xiàn)了振幅調(diào)制到位相調(diào)制的功能轉(zhuǎn)換，從而解決了短波長及X射線波段的位相調(diào)制問題，為X射線和EUV的多點聚焦和陣列成像提供了一個新思路。該技術(shù)能夠用于X射線到毫米波的衍射成像和波前調(diào)控。
該項研究得到了國家自然科學(xué)基金的支持。上述相關(guān)工作已發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊Opt. Express [Opt. Express, 23,23, 30308-30317, 2015]。
圖1 (上) 雙層矩形陣列焦斑；(下) 雙層環(huán)形陣列焦斑
圖2 四層混合陣列焦斑
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