近日，哈爾濱工業大學航天學院趙永蓬團隊崔懷愈副教授課題組聯合中國科學院上海光學精密機械研究所張軍勇副研究員，在極紫外至軟X射線光場調控領域取得重要突破。相關成果以《從極紫外到軟X射線的各向異性多平面焦光子篩分離器》(Anisotropically multiplanar-focal photon-sieve splitter from extreme ultraviolet to soft X-ray)為題發表在美國光學學會旗下學術期刊《光學》(Optica)上。該成果拓展了短波長輻射的光場調控手段，在高精度成像及測量等前沿技術領域具有重要的應用前景。
 

　　極紫外至軟X射線輻射具有極短的波長和極高的光子能量，在高分辨率成像等領域展示出獨特優勢。由于大多數材料對該波段輻射的強吸收性，可見光波段及紅外波段常用的光場調控方式在極紫外波段幾乎全部失效，該技術難題嚴重阻礙了極紫外光的應用發展。
 

　　針對這一挑戰，研究團隊基于衍射光學元件光子篩，創新性地實現了多平面各向異性分束聚焦的調控方式，并利用實驗所得結果實現了焦斑恢復，理論與實驗結果十分吻合。研究人員在放電等離子體極紫外46.9 納米(nm)激光光場調控實驗中，利用光子篩成功地在其單焦平面和雙焦平面處分別產生3個等光強焦斑。基于實驗采集的數據，通過自動對焦技術推導出理論焦平面上的焦斑尺寸與相應的理論值吻合，從而驗證了這種短波長光場調控手段的有效性和實用性。這一重要突破有望推動集成化極紫外光學系統的發展，也為短波長單次曝光成像、干涉測量等技術提供了可行方案。
 

基于光子篩的多平面各向異性分束聚焦示意圖
 

單焦平面和雙焦平面的原子力顯微鏡歸一化圖像
 

　　哈工大激光空間信息全國重點實驗室為論文第一署名單位，航天學院博士生成珂陽為論文第一作者，崔懷愈副教授和張軍勇副研究員為論文共同通訊作者。該研究獲國家自然科學基金項目、中國科學院戰略性先導科技專項的支持。