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。相關成果以“Absolute measurement of focusing properties of a large-aperture diffractive lens”，發表于Optics Letters上。
 

　　相對于折反式聚焦透鏡，衍射光學元件設計靈活、口徑大、重量輕、適用于各個波段，且能夠實現復雜的光學功能，而光子篩和波帶片是衍射透鏡的典型代表。考慮到衍射元件由大量微結構組成，加工過程難免產生偏差，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。基于探測器記錄的干涉圖，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。自支持結構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果