近日，中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室张俊勇团队和哈尔滨理工大学赵永鹏教授首次完成了EUV和软x射线聚焦光场阵列控制和整形手术，解决了极紫外线和x射线波段衍射成像和干扰传感部件有限的问题。相关结果以“相关结果”为基础 light‑shape focusing in extreme‑ultraviolet radiation with self‑evolutionary photon sieves以Scientific为题发表 Reports。
自伦琴发现x射线以来，高相关短波光源和高性能短波聚焦元件一直是限制x射线学发展的两个瓶颈。同步辐射和自由电子激光集中在软x射线和硬x射线波段，而放电等离子体激光覆盖极紫外线和部分软x射线波段。随着高相干短波光源问题的缓解，对EUV和x射线聚焦控制装置的需求更加迫切。而材料在EUV和软x射线波段表现出强吸收，在硬x射线波段表现出强穿透，菲涅耳波带片是目前唯一可用的透射聚焦元件。上海光机是中国第一个从事x射线设备设计和应用的单位，特别是在传统波带片和光子筛的基础上，首次提出和开发了古希腊梯子光子筛、费马螺旋光子筛等不同光学功能的多焦光子筛，能够满足短波衍射成像和干扰传感的技术需求。
数百万、数亿孔的出现，与环数有限的波带片相比，为功能光子筛提供了近乎无限的设计自由。联合团队利用优化算法设计了自进化光子筛，实现了EUV波段聚焦光场阵列的调节和整形手术。69.8.8.nm、46.9nm和13.5nm优化了46.9nm激光照射光子筛，用光刻胶记录聚焦光场，原子力显微镜读取数据，成功获得多组百纳米聚焦结构光斑，结果符合衍射极限聚焦的理论计算。EUV和X射线阵列调整和整形手术为短波结构光刻、水窗活体生物细胞成像、激光等离子体干预诊断、X射线显微镜和相关衍射成像拓展了新的发展空间。
相关工作得到了国家自然科学基金、上海青年科技人才帆船计划、中国科学院战略先导科技专项A类等项目的支持。
图1极紫外光结构聚焦，(a)焦点AFM图，(b-c)模拟焦点的光强度和相位
图2极紫外线多层阵列光斑