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      超強激光科學卓越創新簡報

      (第二百十期)

      2021年7月12日

      上海光機所在光子篩單次無約束相移剪切全息成像方面取得新進展

        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在古希臘梯子光子篩的基礎上,通過降維發展出了一類斐波那契移相光子篩,實現了寬帶光源的共光路單次無約束相移剪切全息成像,相關成果發表于《應用物理快報》(Applied Physics Letters)。

        高相干光源易產生相干噪聲,降低了圖像對比度,通過減弱相干長度能夠有效緩解這一問題,但短相干長度極大地增加了多光路干涉系統調整的難度和復雜性。不論是高/低相干光源,干涉記錄都對光學系統的穩定性要求極高,也就直接導致了尋常的多光路干涉技術難以在工況環境下使用。

        相比離軸全息,同軸相移全息光路程差小,但精準的相移操作是實現高精度相移全息的前提,移相器精度和光波初始相位兩者共同決定了重構精度。為了消除這兩者的不確定因素,課題組在前期古希臘梯子光子篩的基礎上,通過降維設計了一類斐波那契移相光子篩,相移值由器件決定。剪切全息系統中分束所產生的初始相位差并不影響全息記錄的相移值,這就成功規避了初始相位差異引入的相移操作誤差。全系統采用單光路結構,具有光程差可調特性,適用于不同帶寬的相干光源,所提方案為不同中心波長不同譜寬的全息波前傳感或全息成像提供了良好的借鑒意義。

        該項研究得到了國家自然科學基金、中科院青年創新促進會和中科院先導A專項的支持。

        原文鏈接

       

      圖1 相移剪切全息光路圖

       

      圖2 間隔24小時的對比實驗結果, (a-b)傳統相移全息及差值;(c-d)相移剪切全息及差值

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