下一代衍射光学元件：非周期体积光学 - Physics版

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Physics版 - 下一代衍射光学元件：非周期体积光学

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g******s
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http://www.edphoton.com/Aperiodic_Volume_Optics.htm
最近美国科罗纳多大学电子与计算机工程系的研究人员Rafael Piestun及其合作者在光
电子领域的顶级杂志《Nature Photonics》上发表的《非周期体积光学》(Aperiodic
Volume Optics)提出了一种三维光学元件。这种非周期的三维光学元件将极大地提高传
统的二维衍射光学和计算全息元件的设计自由度。（http://www.edphoton.com ）
在多维空间上对光的控制是光子设计的核心，包括在三维空间和时间上控制光的功率分
布，光谱，相干性以及偏振态等。最近数年兴起的光子晶体，超材料和衍射光学器反应
了这一设计思想。相比之下，目前的衍射光学和计算全息元件是一种两维的光学元件
。（http://www.edphoton.com ）
衍射光学和计算全息元件是对传统的折射光学元件和光学记录全息的一次革命。折射光
学元件包括我们使用的传统眼镜，照相机，望远镜，显微镜镜头等。衍射光学和计算全
息元件可以针对任意的输入光场产生一个任意的输出光场（功率密度分布和相位分布）
。衍射光学和计算全息元件也促进了最近的光钳，新颖显微镜和空间偏振的革命。（http://www.edphoton.com ）
层叠排列的衍射光学和计算全息元件可以改善系统的性能。其方法是将多个衍射光学元
件依次排列在匀质的自由空间中。正如光记录的体积全息较之光记录的非体积全息可以
改善三维成像，显微镜，脉冲成型的性能一样，三维光学元件较之二维的衍射光学元件
将设计自由度从二维扩大到整个三维空间。（http://www.edphoton.com ）
目前，体积光学遵循其他计算设计方法的发展，从衍射光学元件到光子晶体，从超材料
到变换光学，其目的在于对光的有效控制。但是，体积光学的设计和制造仍然存在多重
挑战，当前的努力方向是合成高度发散的结构和制造尺度更大的具有纳米尺度的三维体
积。在未来数十年的工业，医学，国防和科研领域，二维的衍射光学和计算全息仍然是
光子控制的主流元器件。（http://www.edphoton.com ）

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