人工微納光學結(jié)構(gòu)是指特征尺寸在微米甚至納米級別的一類新型光學器件。相比于傳統(tǒng)的折、反射光學元件，微納光學元件在波面轉(zhuǎn)換、偏振控制、光學抗反射、表面拉曼散射增強等方面具有許多獨特的光學性能，并由此產(chǎn)生了一系列新的應用，包括： zAI|Jv@  
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1.  二元光學元件在波面轉(zhuǎn)換中的應用 ;dOs0/UM&  
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在激光的廣泛應用中,對激光的波面、光強分布、模式及光斑的形狀與大小等提出了多種特殊的要求。例如：在激光加工和熱處理中，為實現(xiàn)一次成型的高效率加工，需要使用形狀各異（矩形、環(huán)狀或直線形）的激光光斑；在強激光光學中，對激光光斑的要求極其苛刻，要求微小光斑不均勻性小于5%，衍射效率大于90%，且光斑呈無旁瓣的平頂分布。二元光學元件是基于光波的衍射理論，利用計算機輔助設(shè)計，并用微納制作工藝，在片基上刻蝕產(chǎn)生兩個或多個臺階深度的浮雕結(jié)構(gòu)，行成純位相、同軸再現(xiàn)、具有極高衍射效率的一類衍射光學元件，可廣泛用于如圖1. (a)所示的激光光束整形。 uS-3\$  
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在光學系統(tǒng)中采用高設(shè)計自由度的復雜曲面，不僅能夠使系統(tǒng)獲得更加優(yōu)異的光學性能(例如矯正像差、改善像質(zhì)、擴大視場、增大作用距離等)，而且還能簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、降低成本、減輕重量。復雜曲面所具有的多變的面型雖然為光學設(shè)計提供了更大的自由度，但同時也給檢測帶來了極大的困難。對于面形精度在亞微米量級的超精密光學自由曲面，目前還沒有一種方法能快速、準確地對其面形做出正確的評價。二元光學元件能夠靈活地產(chǎn)生任意形狀的波面，如圖1. (b)所示，若將其作為補償器放入普通干涉儀，可產(chǎn)生高質(zhì)量的復雜比較波面，從而實現(xiàn)對光學非球面、自由曲面的高精度干涉檢測。 17i$8  
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2. 亞波長光柵在偏振成像中的應用 A
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光波蘊含的信息十分豐富，包括振幅、頻率、相位及偏振。相比于前三類信息，偏振信息的利用相對滯后。究其原因，主要是因為所有探測器，包括人眼，均無法對光波的偏振態(tài)做出響應（偏振盲的）。隨著光信息科學的不斷發(fā)展，對光波偏振所攜帶信息的挖掘、利用成為該領(lǐng)域的一個研究熱點，而利用偏光器件準確探測入射光波的偏振態(tài)是所有偏振信息利用的基礎(chǔ)。通過研究發(fā)現(xiàn)：當光柵的周期小于入射光波長時，光柵將對入射光的偏振敏感，而且這種偏振敏感是由光柵周期的亞波長性決定的，而與所選材料是否具有光學各向異性無關(guān)。因此，通過在各向同性材料上制作亞波長結(jié)構(gòu)，可以將該材料變?yōu)楦飨虍愋裕�靈活地應用于各光學波段。 iD`k"\>9  
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