[發明專利]一種交織型光子篩

無效

• 申請號: 201110025563.2
• 申請日: 2011-01-20
• 公開（公告）號: CN102053294A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 唐燕;胡松;趙立新;嚴偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 梁愛榮

技術領域

本發明涉及衍射光學元件領域，具體涉及一種交織型光子篩。

背景技術

2001年，德國kipp教授在nature雜志上，首次提出光子篩的概念，光子篩作為一種新型衍射元件，可以在傳統折射，反射光學元件無能為力的軟X射線，極紫外光譜區域聚焦和成像，從而引起了人們的廣泛關注。光子篩以波帶片為基礎，以大量小孔代替波帶片上的亮環。相比傳統波帶片，光子篩能更有效的抑制旁瓣效應和高階衍射，并且能在同樣最小加工尺寸的條件下，獲得更大的口徑，從而提高系統分辨率率。為進一步提高光子篩分辨率，人們提出了許多不同方法，相位型光子篩就是其中之一，然而，傳統相位型光子篩在實現π的相位差分布時，制作非常復雜，增加了加工難度，如何簡便的實現光子篩π相位差分布，提高光學系統分辨率，仍是人們有待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是要解決的現有技術存在的問題，是在相同最小加工尺寸的情況下，增大光子篩孔徑以提高其分辨率，并同時提高其聚焦光斑主斑能量，為此本發明提出一種交織型光子篩。

為了實現所述的目的，本發明提出交織型光子篩解決技術問題所采用的技術方案包括透明介質、金屬層和微細結構，在透明介質上制備有金屬層，并在金屬層上刻蝕出所需的微細結構加工而成，所述微細結構由環帶狀分布的處于多個奇數環帶和多個偶數環帶上的不同半徑的多個小孔組成，處于偶數和奇數環帶上的小孔的直徑與所處環帶帶寬之間具有不同比值，在偶數和奇數環帶上小孔的衍射光波在焦點處的振幅符號相反，偶數環帶和奇數環帶上的小孔在焦點上具有相長干涉。

本發明的有益效果是：

本發明將光子篩上處于奇數環帶和偶數環帶上的小孔直徑與對應帶寬之間的比值設置為不同值，從而簡單的實現奇偶環帶上，小孔衍射光波的復振幅符號相反，使得奇數和偶數環帶上的小孔在焦平面上發生相長干涉，產生較小光斑，提高系統分辨率。

本發明由于小孔直徑與對應環帶帶寬之間的最大比值，大于傳統光子篩，因此，在相同最小加工尺寸的條件下，可以獲得更大口徑的光子篩，從而進一步提高系統分辨率。

附圖說明

圖1為交織型光子篩結構示意圖；

圖2為交織型光子篩小孔分布示意圖；

圖3為相同最小加工尺寸的條件下，本發明實施例，分區型光子篩，以及普通光子篩，在焦平面上，徑向方向，歸一化光強對比圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步描述。

本實施例如圖1所示，交織型光子篩是通過在透明介質4上鍍上金屬層3，并在金屬層3上刻蝕出所需的微細結構加工而成。在透明介質4上制備有金屬層3，并在金屬層3上刻蝕出所需的微細結構加工而成，所述微細結構由環帶狀分布的處于多個奇數環帶和多個偶數環帶上的不同半徑的多個小孔1和2組成，處于偶數和奇數環帶上的小孔的直徑與所處環帶帶寬之間的比值不同；通過設置小孔直徑與環帶帶寬之間的比值使偶數和奇數環帶上小孔的衍射光波在焦點處的振幅符號相反，從而使得偶數環帶和奇數環帶上的小孔在焦點上發生相長干涉。

每個小孔中心與透明介質4中心的距離r_n滿足公式f為光子篩焦距，λ為所使用光波波長，n為1/2的偶數倍，則小孔位于偶數環帶，n為1/2的奇數倍，則小孔位于奇數環帶，小孔對應環帶帶寬為每個小孔直徑為k為小孔孔徑與對應環帶帶寬之間的比值，每個環帶上的小孔數目為函數f(r_n)是隨r_n變化的密度函數。

所述小孔包括第一小孔1和第二小孔2，第一小孔1和第二小孔2是振幅型小孔。

小孔孔徑與對應環帶帶寬之間的比值k包括處于多個偶數環帶上的多個第一小孔1的直徑與環帶帶寬之間的比值為k1及處于多個奇數環帶上的多個第二小孔2的直徑與環帶帶寬之間的比值為k2，在多個偶數環帶上與多個奇數環帶上分別具有一階貝塞爾函數J₁(·)表示為：