中国科学院上海光机所三维达曼光栅

中国科学院上海光机所科学家研制成功三维达曼光栅

据科学网报道，中科院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室周常河研究员领导的课题组近日发明了一种新型衍射光学器件：达曼波带片(DZP)，并基于此器件发明了三维达曼光栅。使用该光栅可以在三维网格空间获得三维焦斑阵列。该研究成果发表在美国光学学会期刊《Applied Optics》 51, 1619-1630 (2012)上，并入选Virtual Journal for Biomedical Optics(VJBO）。（http://www.edphoton.com ）

对于单束激光束，传统的透镜只能产生一个聚焦光斑，而菲涅尔波带片虽然可以在轴向产生多个焦斑，但是各焦斑的强度分布并不均匀，主焦斑的光强最大，因而菲涅尔波带片在许多应用中受到限制。（http://www.edphoton.com ）

周常河研究员的课题组发明的这种新型波带片结构DZP，将达曼相位编码的思想引入到二元相位波带片结构中，可以在透镜的聚焦后场产生一系列强度相等、间隔均匀分布的轴向聚焦光斑阵列，突破了传统菲涅尔波带片轴向焦斑能量分布不均匀的固有缺陷，是一种与传统菲涅尔波带片并列的重要基础衍射光学元件，在轴向并行激光处理和大景深成像等系统中有重要的实用价值。（http://www.edphoton.com ）

该课题组研究人员指出，结合这种达曼波带片和另一个二维达曼光栅，可以在透镜的后场实现按照规则晶格结构排布的聚焦光斑三维阵列，即三维达曼阵列。研究人员通过实验，在一个数值孔径分别为0.127和0.66的物镜聚焦后场分别实现了5×5×5和6×6×7聚焦光斑阵列。这种按照规则晶格结构排布的三维达曼阵列在三维激光直写、三维光存储、并行光学粒子操控等方面有广泛的应用前景。（http://www.edphoton.com ）

这种高数值孔径透镜下产生聚焦光斑的三维达曼阵列是上海光机所余俊杰博士在导师周常河研究员的指导下首次实现的。余俊杰博士在毕业论文中详细论述了其发明的达曼波带片、螺旋达曼波带片等一系列新型衍射光学元件的原理与设计加工流程，解决了三维达曼阵列的设计问题，为其在高数值孔径透镜下的广泛应用奠定了基础。（http://www.edphoton.com ）