基于空间光调制器的远场超分辨光场构建

作     者：李新羽 黄字文 赵昶栋 邹依洋 李占锋 尚丽平 邓琥 武志翔 Li Xinyu;Huang Ziwen;Zhao Changdong;Zou Yiyang;Li Zhanfeng;Shang Liping;Deng Hu;Wu Zhixiang

作者机构：西南科技大学制造科学与工程学院四川绵阳621010 西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010 西南科技大学极端条件物质特性联合实验室四川绵阳621010 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2024年第44卷第10期

页      面：347-354页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(62105271) 四川省科技厅支撑计划(2020YJ0160) 西安近代化工研究所开放基金(SYJJ20210411) 西南科技大学博士基金(19zx7160) 

主　　题：物理光学 空间光调制器 光学超振荡 远场超分辨聚焦 角谱衍射 光场测量 

摘      要：针对传统聚焦器件受到衍射极限的限制问题,提出了一种基于空间光调制器的远场超分辨聚焦光场构建方法,采用光学超振荡原理,结合二进制粒子群算法和角谱衍射理论,针对波长λ=632.8 nm的圆偏振光,通过在空间光调制器液晶屏上加载超振荡相位掩模的方式,得到了焦距f=300000λ(18984μm)、半径R=4000λ(2531.2μm)的远场超分辨聚焦器件,并利用物镜结合互补金属氧化物半导体(CMOS)相机的测量方案对其进行特征参数表征。实验结果表明:该器件通过对入射光场的相位调控,生成了纵向半峰全宽为6.029 mm的针状聚焦光场;聚焦焦斑目标焦距位置处的横向半峰全宽为22.384μm,小于衍射极限23.732μm,实现了远场超分辨聚焦。该器件具有结构尺寸小、无需复杂加工等特点,在光学显微、光学遥感等领域中具有应用潜力。