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超強激光科學卓越創新簡報

(第五十二期)

2019年10月17日

上海光機所希臘梯子光子篩波前診斷與成像研究取得重要進展 

  上海光機所高功率激光物理聯合實驗室張軍勇課題組利用希臘梯子光子篩實現了強度傳輸方程的單次曝光波前診斷與成像,相關成果發表在[Optics and Lasers in Engineering, 126, 105898 (2020)] 

  現有探測器只能響應光強變化,無法直接測量相位信息。波前信息可以通過干涉技術、相干衍射成像、全息技術、波前傳感或強度傳輸方程等方法獲得。前三個方法更適用于高相干光源的應用環境,后兩個方法可用于非相干光源,降低了測量技術對光源的相干性要求。就測量光路而言,干涉法難以做到共光路測量。衍射法通過一幅或多幅強度圖反演出待測物體的波前信息,光路簡單但迭代計算導致實時性較差。哈特曼方法是波前傳感的典型代表,已經在諸多工程領域取得非凡成績,但它更適用于低頻信息的獲取。強度傳輸方程同時具備共光路、非迭代重構等特點,尤其非相干光源條件下的波前診斷與成像需求使其成為最優選擇之一。 

  振幅型希臘梯子光子篩具有三維陣列衍射極限焦點功能,通過對待測物體的多重全同拷貝,將沿軸向分布的強度圖映射到徑向方位,單一探測器單次曝光即可實現多個不同像面的同時記錄,這樣就規避了強度傳輸方程通常所采用的分時多次曝光。光學段的實驗驗證了所提方法的有效性,同時制作了EUV光子篩,這為進一步開展EUV和X射線波段的波前診斷與成像奠定了良好基礎。對于更長的光波而言,可以設計成位相型衍射透鏡,提高衍射效率,增強對弱信號的檢測與成像能力。 

  該項研究得到了國家自然科學基金和中科院青年創新促進會的支持。(高功率激光物理聯合實驗室供稿) 

  原文鏈接 

1 基于振幅型希臘梯子光子篩的強度傳輸測量光路。

2 矩形孔的實驗結果,振幅(左)與位相(右)分布。

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