上海光機(jī)所國際首次發(fā)現(xiàn)偏振光柵自成像效應(yīng)

上海光機(jī)所周常河研究員、陸云清博士采用有限時(shí)域差分算法對(duì)光柵的近場(chǎng)分布進(jìn)行計(jì)算，發(fā)現(xiàn)當(dāng)光柵周期為2.5倍的光波波長時(shí)，偏振導(dǎo)致的光柵自成像的差別為最大。采用嚴(yán)格耦合波理論計(jì)算的遠(yuǎn)場(chǎng)分布有類似的偏振依賴性。有限時(shí)域差分算法和嚴(yán)格耦合波理論得出類似的結(jié)論，從理論上證明了偏振光柵自成像效應(yīng)的存在。

偏振是高密度光柵的一個(gè)基本屬性，偏振光柵自成像是描述這種偏振依賴性的一個(gè)新的基本光學(xué)效應(yīng)。據(jù)分析，此效應(yīng)之前未曾被發(fā)現(xiàn)，可能由兩個(gè)原因造成。從理論上講，傳統(tǒng)的標(biāo)量衍射理論是無法解釋這個(gè)偏振效應(yīng)的；從實(shí)驗(yàn)上講，傳統(tǒng)的CCD探測(cè)器的像素尺寸大于高密度光柵的周期，無法看清高密度光柵的近場(chǎng)分布。此次實(shí)驗(yàn)采用50－80納米開口的光纖探針，利用納米精度掃描的近場(chǎng)光學(xué)掃描裝置，成功觀察到了偏振光柵自成像的不同。

高密度光柵的使用極其廣泛，這一效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)對(duì)高密度光柵的使用有著重要的參考價(jià)值，對(duì)相關(guān)開發(fā)、利用和檢測(cè)等具有實(shí)際意義，并有望進(jìn)一步開發(fā)納米光學(xué)領(lǐng)域的新器件與新技術(shù)。目前該工作完整的理論和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容將發(fā)表于JOSAA雜志。