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超强激光科学卓越创新简报

(第八百二十三期)

2026年9月15日

上海光机所在光子筛EUV绝对波前测量取得进展

近期，中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室研究团队联合哈尔滨工业大学研究团队首次实现EUV光源的绝对波前测量，解决了极紫外和软x射线光源的绝对波前测量问题。相关研究成果以“Single-shot absolute wavefront sensing with a freestanding photon-sieve splitter in extreme ultraviolet”为题发表于Optics and Lasersin Engineering。

EUV和软x射线波段功能器件的缺失已然成为限制短波测量发展的瓶颈之一。前期各向异性自分束光子筛（Optica, 12, 1388, 2025）的出现为短波器件提供了不同于波带片的选择，满足了短波波前测量的技术需求。

镂空光子筛为EUV和软x射线光源的绝对波前测量开辟了可行途径（基于超大口径古希腊梯子膜光子筛的单次径向剪切干涉波前传感，特邀论文，中国激光，2024）。联合团队首先设计了一个分束光子筛，它产生的第一层单焦在第二层双焦的投影中心，然后提出了艾里斑互换的相位差波前测量技术（AiPD），将传统相位差的微离焦相位约束转换为大尺度的不同坐标的艾里斑相位约束，降低了短波的实验难度。实验中利用46.9nm激光照射光子筛，多帧衍射场被光刻胶记录，再用原子力显微镜读取数据，最后通过最小二乘优化法成功获得EUV光源的相位分布，实验结果与传统相位差测量结果以及几何光学分析的结果一致。EUV和软x射线绝对波前测量的提出为短波光源的结构光场精密调控提供了强有力支撑，更为短波的结构光刻、水窗段的活体生物细胞成像、激光等离子体的x射线诊断以及相干衍射成像等高端应用领域提供了准确的波前信息。

该研究工作得到了国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项A类等项目的支持。

原文链接

图1EUV AiPD波前测量光路原理图

图2EUV AiPD实验结果(a,b,e,f)衍射图, Zernike拟合的波前(c,g), 去除离焦项的(d,h)

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