上海光機所高功率激光物理聯合室實驗室張軍勇課題組首次將古希臘梯子映射到納米結構中，以解析的數學形式完整描述了三維陣列焦點成像的方法，通過數論解決了結構設計的初始化問題。
在特定條件下，該結構的M*N維可以降到1*N維，借助代數定理過渡到廣義Fibonacci結構。相比於後者，前者的多層焦麵之間的距離更容易實現微米和納米級，因此更易用於生物細胞成像、顯微、光刻等領域。而廣義Fibonacci結構的多層焦麵之間的距離更易具有宏觀尺度，故此在長波段更易用於光學顯示、虛擬投影技術、激光加工、激光分束、光束合成等。利用不同的波段可以實現從微觀到宏觀距離的自由調控。
在可見光波段，通常利用浮雕技術調控光束的波前位相，但這種技術方案在EUV和X射線波段很難實現。課題組巧妙地將位相調製映射成空間位置的坐標函數，實現了振幅調製到位相調製的功能轉換，從而解決了短波長及X射線波段的位相調製問題，為X射線和EUV的多點聚焦和陣列成像提供了一個新思路。該技術能夠用於X射線到毫米波的衍射成像和波前調控。
該項研究得到了國家自然科學基金的支持。上述相關工作已發表在學術期刊Opt. Express [Opt. Express, 23,23, 30308-30317, 2015]。
圖1 (上) 雙層矩形陣列焦斑；(下) 雙層環形陣列焦斑
圖2 四層混合陣列焦斑
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