[发明专利]费马螺旋希腊梯子光子筛的设计方法及其成像光路

权利要求书

1.一种具有多平面不同点扩散函数的费马螺旋希腊梯子光子筛的设计方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

1)根据费马螺旋线方程R＝a×θ^1/2,画出费马螺旋线，其中R为极化坐标下的半径，a为调整系数，θ表示极化坐标下的角度；

2)通过希腊梯子序列对光子筛中筛孔进行编码，得到希腊梯子光子筛， 所述的希腊梯子光子筛半径和波长焦距遵循以下关系：r_n²＝n×λ×f，其中n表示环带数，r_n表示环带半径，f表示焦距，λ表示工作波长， 可以根据各个波段的波长λ，设定参考焦距f，设计对应半径r_n的费马螺旋希腊梯子光子筛；

3)将费马螺旋线和希腊梯子光子筛进行空间上的中心重叠，希腊梯子光子筛在径向上的相邻环带区域相位差π，在希腊梯子光子筛径向相位变化2π时，费马螺旋线旋转一圈，然后将费马螺旋线经过的筛孔区域保留，得到费马螺旋希腊梯子光子筛；

4)将所述设计好的费马螺旋希腊梯子光子筛使用激光-离子束刻蚀的方法将筛孔刻蚀在基板上，根据所述的基板的不同，可以制作出振幅型和相位型的费马螺旋希腊梯子光子筛， 其中振幅型希腊梯子光子筛是在透明介质镀上不透光金属薄膜，在金属薄膜上刻蚀透光筛孔得到；相位型光子筛的基板为折射率为n，厚度为d的光学薄膜，将筛孔区域刻蚀一定深度使之与基板相位差π，得到相位型光子筛， 其中振幅型费马螺旋希腊梯子光子筛利用衍射原理对光波前的振幅和相位的调制，可以实现相干光场下从X射线到太赫兹波段的聚焦和成像。

2.利用权利要求1所述的费马螺旋希腊梯子光子筛的设计方法构建的多平面成像光路，其特征在于，包括激光器(1)，所述的激光器工作波长应与设计的费马螺旋希腊梯子光子筛的波长一致，沿该激光器(1)的输出光方向依次是扩束镜(2)、成像物体(3)、所述的费马螺旋希腊梯子光子筛(4)和光电耦合探测器(5)，所述的光电耦合探测器(5)的输出端与数据处理终端(6)的输入端相连，在所述的费马螺旋希腊梯子光子筛(4)的像方由近至远的三个像面分别为第三像面(5)、第二像面(5’)和第一像面(5”)，所述的光电耦合探测器(5)位于所述的费马螺旋希腊梯子光子筛(4)的第三像面(5)、第二像面(5’)、第一像面(5”)中的任一个，所述数据处理终端(6)用于记录、显示光电耦合探测器的探测结果。