上海光機所三維達曼光柵研制成功

        傳統的透鏡對單束激光束來(lái)講只會(huì )產(chǎn)生一個(gè)聚焦光斑。菲涅爾波帶片是一種可以產(chǎn)生軸向多焦點(diǎn)的重要光學(xué)元件。然而，在實(shí)際應用中，菲涅爾波帶片產(chǎn)生的軸向多焦點(diǎn)的強度分布不均勻，且主要能量集中在主焦點(diǎn)上，因而菲涅爾波帶片結構并不能提供一種實(shí)用的軸向多焦點(diǎn)系統。生物顯微鏡

　　近日，中科院上海光學(xué)精密機械研究所信息光學(xué)與光電技術(shù)實(shí)驗室周常河課題組發(fā)明了一種新型衍射光學(xué)器件——達曼波帶片(DZP)，并基于此器件，發(fā)明了三維達曼光柵。該光柵可將通常透鏡的一個(gè)焦點(diǎn)轉換成三維焦點(diǎn)陣列，稱(chēng)之為三維達曼陣列。該項工作發(fā)表在美國光學(xué)學(xué)會(huì )期刊Applied Optics 51, 1619-1630 (2012)上，并入選Virtual Journal for Biomedical Optics(VJBO)。偏光顯微鏡

　　該課題組發(fā)明的這種新型波帶片結構DZP，通過(guò)將達曼相位編碼的思想引入到二元相位波帶片結構中，從而可以在透鏡的聚焦后場(chǎng)產(chǎn)生一系列等強度、均勻間隔分布的軸向聚焦光斑陣列，突破了傳統菲涅爾波帶片軸向焦斑能量分布不均勻的固有缺陷，是與傳統菲涅爾波帶片屬于同一類(lèi)型、相互并列的重要基礎衍射光學(xué)元件，在軸向并行激光處理和大景深成像等系統中有重要的實(shí)用價(jià)值。
　　
　　這種高數值孔徑透鏡下產(chǎn)生聚焦光斑的三維達曼陣列是上海光機所余俊杰博士在導師周常河研究員的指導下首次實(shí)現的。余俊杰博士在畢業(yè)論文中詳細論述了其發(fā)明的達曼波帶片、螺旋達曼波帶片等一系列新型衍射光學(xué)元件的原理與設計加工流程，解決了三維達曼陣列的設計標題題目，為其在高數值孔徑透鏡下的廣泛應用奠定了基礎。

       該課題組研究人員指出，結合這種達曼波帶片和另一個(gè)二維達曼光柵，可以在透鏡的后場(chǎng)實(shí)現按照規則晶格結構排布的聚焦光斑三維陣列，即三維達曼陣列。研究人員通過(guò)實(shí)驗，在一個(gè)NA0.13和一個(gè)NA0.66物鏡的聚焦后場(chǎng)分別實(shí)現了5×5×5和6×6×7聚焦光斑陣列。這種按照規則晶格結構排布的三維達曼陣列在三維激光直寫(xiě)光刻、三維光存儲、并行光學(xué)粒子操控等方面有廣泛的應用前景。

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