近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所高功率激光物理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室針對(duì)大口徑衍射透鏡提出了一種單次曝光的干涉標(biāo)定方法，為大口徑衍射透鏡的工程應(yīng)用提供了有力支撐。相關(guān)成果以“Absolute measurement of focusing properties of a large-aperture diffractive lens”，發(fā)表于Optics Letters上。
 

　　相對(duì)于折反式聚焦透鏡，衍射光學(xué)元件設(shè)計(jì)靈活、口徑大、重量輕、適用于各個(gè)波段，且能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的光學(xué)功能，而光子篩和波帶片是衍射透鏡的典型代表。考慮到衍射元件由大量微結(jié)構(gòu)組成，加工過程難免產(chǎn)生偏差，所以使用前需要標(biāo)定性能。
 

　　在本項(xiàng)研究中，研究人員利用大口徑衍射透鏡的天然背景光作為基準(zhǔn)，與聚焦光束共同進(jìn)入剪切干涉系統(tǒng)。基于探測(cè)器記錄的干涉圖，先用傅立葉分析獲取聚焦光束相對(duì)于背景光的波前梯度，再用模式法復(fù)原出透射波前，最后數(shù)值計(jì)算出衍射透鏡的焦距和焦斑形貌。210毫米口徑衍射透鏡的實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合理論預(yù)期。超大口徑的波帶片和光子篩可用于太空干涉望遠(yuǎn)鏡。自支持結(jié)構(gòu)的分束光子篩適用于EUV和軟x射線的聚焦成像。多焦光子篩可用于等離子體的x射線干涉診斷。
 

　　該項(xiàng)工作得到國家自然科學(xué)基金和中國科學(xué)院先導(dǎo)A項(xiàng)目的支持。
 

圖1.大口徑衍射透鏡的測(cè)量光路
 

圖2.自研的剪切干涉儀與測(cè)量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果