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      上海光机所知识创新简报 

        (第四五四期)  

      20181115日 

    上海光机所在X射线波段相移剪切全息成像研究取得进展

      201811月,上海光机所高功率激光物理联合实验室张军勇课题组针对X射线提出了单光路的相移剪切全息成像方案,该技术利用振幅型多焦点希腊梯子实现被测物体的剪切波前重构。 

      近年来随着同步辐射、自由电子激光器等大型相干光源装置的迅速发展,相干X射线已广泛应用于生物细胞成像、材料的无损检测、晶体结构的衍射分析,以及X射线显微等领域。由于探测器只能响应信号光强的变化,因此难以直接应用于弱相位物体的测量与成像。相位物体的传统测量主要集中在相衬成像、全息干涉成像和相干衍射成像。尽管全息技术早在激光发明之前已提出,但是直到相移数字全息技术的出现才使得全息成像真正得到了长足的技术进步。 

      材料在短波长的强吸收阻碍了X射线折射透镜的出现,而振幅型菲涅耳波带片尤其适合于短波相干光源。双光路的马赫-泽德或泰曼-格林系统是实现相移数字全息的两类典型的传统全息记录光路,归因于双光路结构,在环境影响下都会引起干涉条纹的漂移,因此对外界抗干扰能力较弱。解决此问题的一种办法是采用单光路全息记录,基于前期提出的振幅型希腊梯子能够实现多焦点成像,使得不同层像之间的干涉图样可以被用于波前重构。图1是相应的全息记录光路,通过相移全息图的记录,利用相移干涉技术重构出被测物体的波前。图2是由多峰函数构成的一个弱相位物体及相移剪切全息的重构结果。该项工作为短波相移数字全息提供了一个全新的技术方案,由于实现了单光路全息记录,极大地增强了系统的抗干扰能力,适用于相干X射线到太赫兹波段的测量与成像。 

      相应成果发表在Optics Letters(43:5575,2018)期刊上。该工作由中国科学院青年创新促进会、国家自然科学基金支持。(高功率激光物理联合实验室供稿) 

        

      原文链接 

      1 相移剪切全息光路 

           2 相位物体的相移剪切全息重建结果 

     


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