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

　　相對于折反式聚焦透鏡，衍射光學元件設(shè)計靈活、口徑大、重量輕、適用于各個波段，且能夠?qū)崿F(xiàn)復雜的光學功能，而光子篩和波帶片是衍射透鏡的典型代表?？紤]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，所以使用前需要標定性能。
 

　　在本項研究中，研究人員利用大口徑衍射透鏡的天然背景光作為基準，與聚焦光束共同進入剪切干涉系統(tǒng)?；谔綔y器記錄的干涉圖，先用傅立葉分析獲取聚焦光束相對于背景光的波前梯度，再用模式法復原出透射波前，最后數(shù)值計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驗結(jié)果符合理論預期。超大口徑的波帶片和光子篩可用于太空干涉望遠鏡。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。
 

　　該項工作得到國家自然科學基金和中國科學院先導A項目的支持。
 

圖1.大口徑衍射透鏡的測量光路
 

圖2.自研的剪切干涉儀與測量的實驗結(jié)果