信息光学与光电技术实验室————中国科学院上海光学精密机械研究所

上海光机所国际首次发现偏振光栅自成像效应

更新时间:2006-06-15 【打印】【关闭】

上海光机所知识创新工程试点工作简报

（第一八七期）

2006年6月15日

上海光机所国际首次发现偏振光栅自成像效应

近日，上海光机所国际首次发现高密度光栅的偏振自成像效应。该效应显示在光栅周期接近光波波长时，入射光偏振态的改变将导致不同的光栅自成像。

（信息光学实验室供稿）

    上海光机所周常河研究员、陆云清博士采用有限时域差分算法对光栅的近场分布进行计算，发现当光栅周期为2.5倍的光波波长时，偏振导致的光栅自成像的差别为最大。采用严格耦合波理论计算的远场分布有类似的偏振依赖性。有限时域差分算法和严格耦合波理论得出类似的结论，从理论上证明了偏振光栅自成像效应的存在。
    偏振是高密度光栅的一个基本属性，偏振光栅自成像是描述这种偏振依赖性的一个新的基本光学效应。据分析，此效应之前未曾被发现，可能由两个原因造成。从理论上讲，传统的标量衍射理论是无法解释这个偏振效应的；从实验上讲，传统的CCD探测器的像素尺寸大于高密度光栅的周期，无法看清高密度光栅的近场分布。此次实验采用50－80纳米开口的光纤探针，利用纳米精度扫描的近场光学扫描装置，成功观察到了偏振光栅自成像的不同。
    高密度光栅的使用极其广泛，这一效应的发现对高密度光栅的使用有着重要的参考价值，对相关开发、利用和检测等具有实际意义，并有望进一步开发纳米光学领域的新器件与新技术。目前该工作完整的理论和实验内容将发表于JOSAA杂志。