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    上海光機所單次多平面衍射成像研究獲進展

    發布時間:2020/7/13編輯:Ma Liang 人氣:1737

      【阿儀網 實驗室動態】中國科學院上海光學精密機械研究所高功率激光物理聯合實驗室基于前期古希臘梯子光子篩的研究,提出了超十層焦點的振幅型斐波那契光子篩,這為實現多平面相干衍射成像的x射線單次曝光奠定了技術基礎,該技術通過了三平面單次衍射成像在光學段的實驗驗證。
      x射線分束器的匱乏致使光學段各類干涉衍射成像技術無法直接被移植到短波領域,所以至今短波領域的高精度成像一直以干涉衍射法為主導。相比之下,干涉光路復雜難調,但成像是解析重構的;衍射光路簡單,重構耗時,但當前可以通過計算機性能提升以及算法改進使其能夠滿足大多數情況下的成像要求。尤其是高功率激光裝置終端的等離子體診斷、同步輻射和自由電子激光器等高精度的生物細胞成像基本上都是以衍射迭代成像為目前主流技術。
      加速衍射迭代成像可以通過增加約束來實現,通常做法是利用掃描或衍射分束的多光斑,其作用一是加速收斂,二是實現單次曝光。與光柵分束不同,古希臘梯子光子篩能夠實現衍射光場的三維陣列焦斑,具備多平面衍射特性,這為多平面衍射場的單次記錄提供了獨一無二的優勢,更為實現全空間單次衍射或干涉成像提供了一個全新的技術途徑。
      課題組基于古希臘梯子光子篩,通過降維處理設計了廣義斐波那契光子篩,實現了軸上十二層焦斑。當待測物體放在某個合適的物平面上時,能夠同時在像空間產生十二層實像。此時探測器若被放置到中間像平面,則靶面上將能夠單次記錄下十二個獨立的衍射場,每一個子衍射圖等效于對應實像衍射傳輸到記錄平面。接著利用圖像匹配技術精確提取出每一個子衍射圖,最后借助恢復算法重構出待測物位相。該思想在光學段利用三焦點斐波那契光子篩進行了實驗驗證,成功重構出線寬40微米的字母樣品,清晰的成像邊界證明了所提技術的有效性和正確性。另外作為振幅型衍射透鏡,適用于相干x射線波段的干涉診斷或衍射成像等領域。

    微信號:ayiwangapp17

    (來源: 中國科學院科技產業網 )

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