近期，中科院上海光機所高功率激光物理聯(lián)合實驗室研究團隊聯(lián)合哈爾濱工業(yè)大學研究團隊首次實現(xiàn)極短波長各向異性三維陣列分束調控，解決了短波衍射成像和干涉?zhèn)鞲械姆质�器受限問題。相關研究成果以“Anisotropically multiplanar-focal photon-sieve splitter from extreme ultraviolet to soft X-ray”為題發(fā)表于Optica。

自1895年發(fā)現(xiàn)x射線以來，高相干的短波光源和高性能的短波聚焦元件一直是限制x射線學發(fā)展的兩大瓶頸。光子篩的出現(xiàn)為短波的高性能聚焦提供了不同于波帶片的器件選擇，其單焦特性無法滿足短波衍射成像和干涉?zhèn)鞲械募夹g需求。隨著高相干短波光源問題的解決，更加迫切需要極短波長的分束器和合束器。

聯(lián)合團隊利用古希臘梯子序列結合優(yōu)化算法設計了各向異性分束光子篩，實驗中利用46.9nm激光照射光子篩，用PMMA記錄衍射光場，再用原子力顯微鏡讀取數(shù)據(jù)，最后通過數(shù)據(jù)反演成功獲得各向異性三維陣列納米級聚焦光斑，實驗結果與理論計算一致。極短波長各向異性分束調控的實現(xiàn)為短波的結構光場、水窗段的活體生物細胞成像、激光等離子體的x射線干涉診斷、軟x射線顯微鏡和相干衍射成像等拓展了新的發(fā)展空間。

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圖1.極紫外光的各向異性三維陣列分束實驗示意圖

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圖2.極紫外光的實驗結果(a,c)f=3.182mm單焦, (b,d)f=4.5mm雙焦

該研究工作得到了國家自然科學基金、中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項A類等項目的支持。

原文鏈接：https://doi.org/10.1364/OPTICA.559913