近期，中科院上海光機(jī)所高功率激光物理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合哈爾濱工業(yè)大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)首次實(shí)現(xiàn)極短波長(zhǎng)各向異性三維陣列分束調(diào)控，解決了短波衍射成像和干涉?zhèn)鞲械姆质�器受限�?wèn)題。相關(guān)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(lái)，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(xué)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(wú)法滿足短波衍射成像和干涉?zhèn)鞲械募夹g(shù)需求。隨著高相干短波光源問(wèn)題的解決，更加迫切需要極短波長(zhǎng)的分束器和合束器。

聯(lián)合團(tuán)隊(duì)利用古希臘梯子序列結(jié)合優(yōu)化算法設(shè)計(jì)了各向異性分束光子篩，實(shí)驗(yàn)中利用46.9nm激光照射光子篩，用PMMA記錄衍射光場(chǎng)，再用原子力顯微鏡讀取數(shù)據(jù)，最后通過(guò)數(shù)據(jù)反演成功獲得各向異性三維陣列納米級(jí)聚焦光斑，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算一致。極短波長(zhǎng)各向異性分束調(diào)控的實(shí)現(xiàn)為短波的結(jié)構(gòu)光場(chǎng)、水窗段的活體生物細(xì)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(shí)驗(yàn)示意圖

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圖2.極紫外光的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(a,c)f=3.182mm單焦, (b,d)f=4.5mm雙焦

該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)A類等項(xiàng)目的支持。

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