光子筛是一种新型聚焦成像衍射光学元件,利用它可以对X光聚焦和成像,这是一般棱镜和玻璃材料的成像光学元件无法实现的。对光子筛的聚焦成像原理作了介绍,并应用平面波角谱方法对X射线光子筛(波长λ=4.5nm)的衍射场进行了数值计算。给出了衍射光强的径向分布和轴向分布,分析了背景光对聚焦光斑的影响,并研究了衍射光斑的半峰全宽、焦深、斯特内尔效率。结果表明,光子筛聚焦与波带片聚焦相比具有高分辨率和抑制高级衍射优点。详细介绍了光子筛的设计方法和步骤,在理论分析和计算机模拟的基础上,设计并制作了波带片、振幅型光子筛、未平滑处理和平滑处理后的光子筛。对它们的聚焦成像质量基于MATLAB环境下进行模拟和比较。最后,对波长为532nm激光用光子筛聚焦,并对聚焦光斑进行了检测,检测结果表明通过光子筛聚焦后的光斑比波带片的光斑更细,成像对比度更高。
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