近日，中科院上（shàng）海光學精密機械（xiè）研究所信息光學與光電技術實驗室周常河課題組發明了一種新型衍射光學器件??達（dá）曼波帶片(DZP)，並基於此器件，發明了三維達曼光柵。該光柵可將通（tōng）常透鏡的一（yī）個焦點轉換成三維焦點陣列，稱之為三維達曼陣列。該項工作發表在美國光學學會期刊Applied Optics 51, 1619-1630 (2012)上，並入選Virtual Journal for Biomedical Optics(VJBO)。

　　傳統的（de）透鏡對單束激光束來講隻會產生一個聚焦光斑。菲涅爾波帶片是一種可以產生（shēng）軸向多（duō）焦點的重要光學元件。然而，在實際應用中，菲涅（niè）爾波帶片產生的軸向多焦點的強度分布不均勻，且主要能量集中在主（zhǔ）焦點上，因而菲涅（niè）爾波帶片結構並不能提供一種實用的軸向多（duō）焦點（diǎn）係統。

　　該課（kè）題組發明的這種新型波（bō）帶片結構DZP，通（tōng）過將達（dá）曼相位（wèi）編碼的思想引入到二元相位波帶片結構（gòu）中，從而可以在透鏡（jìng）的聚焦後場產生一係列等強度、均勻間隔分布的軸向聚焦光斑陣列，突破了傳統（tǒng）菲涅爾波帶（dài）片軸向焦斑能量分布（bù）不均勻的固有缺陷，是與傳統菲涅（niè）爾波（bō）帶片屬於同一（yī）類型、相互並列的（de）重（chóng）要基礎衍射光學元件，在軸向並行（háng）激（jī）光處理（lǐ）和大（dà）景深成像等係統中有重要的實用價（jià）值。

　　該課題組研究人員指出，結合（hé）這（zhè）種達曼波帶（dài）片和另一個二維達曼光（guāng）柵，可以在（zài）透鏡的後（hòu）場（chǎng）實現按（àn）照規則晶格結構排布的聚焦光斑三維陣（zhèn）列，即三維達曼陣列。研究人員通過（guò）實驗，在一個NA0.13和一（yī）個NA0.66物鏡的聚焦後（hòu）場分別實現了5×5×5和6×6×7聚焦光斑陣列。這種按照規則晶格結構排布的三（sān）維（wéi）達曼陣列在三維（wéi）激光直寫（xiě）光刻、三維光存儲、並行光學粒子操控等方麵有廣（guǎng）泛的（de）應用前景。

　　這種高數值孔徑透鏡下產生聚焦光斑的三（sān）維（wéi）達曼陣（zhèn）列是上海（hǎi）光機所餘俊傑博士在導（dǎo）師周常河研究員的指導下首次實現的。餘（yú）俊傑（jié）博士在畢業論文（wén）中詳細論述了其發明的達（dá）曼波帶片、螺旋達曼波帶片等一係列新型衍射光學元件的原理與設計加工流程，解決了三維達曼陣列的設計問題，為其在高數（shù）值孔徑（jìng）透鏡下的廣泛應用奠定了基礎。