10月21日，記者從中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所（以下簡(jiǎn)稱西安光機(jī)所）獲悉，近日該所在阿秒成像研究中取得重要進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了超寬光譜光源的高分辨成像，相關(guān)成果以“超寬光譜的快照式相干衍射成像”為題發(fā)表在《光子學(xué)研究》期刊上。

阿秒光脈沖的持續(xù)時(shí)間極短（一阿秒為百億億分之一秒），是拓展微觀物質(zhì)超快動(dòng)力學(xué)過程研究、揭示多領(lǐng)域底層物理規(guī)律的直接有效手段。阿秒光脈沖可以實(shí)現(xiàn)超高的時(shí)間分辨，同時(shí)具有短波長(zhǎng)、高相干性、高精度同步控制等特點(diǎn)。然而，阿秒光脈沖固有的超寬光譜會(huì)在成像系統(tǒng)中引入大量色差，不同光譜成分之間的干擾和極紫外/軟X射線波段高質(zhì)量光學(xué)元件的缺乏成為了制約阿秒成像發(fā)展的瓶頸。“我們的目標(biāo)就是攻克這些技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)基于阿秒光源的超高時(shí)空分辨成像，推動(dòng)阿秒光源在生物醫(yī)藥、激光精密加工、半導(dǎo)體等領(lǐng)域的應(yīng)用。”阿秒科學(xué)與技術(shù)研究中心阿秒成像研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人王虎山說。

西安光機(jī)所研究團(tuán)隊(duì)提出的無透鏡超寬光譜計(jì)算成像新方法可以從模糊的超寬光譜衍射圖中提取出高質(zhì)量的清晰單色衍射圖，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高分辨成像。“該方法大幅度提升了單發(fā)相干衍射成像光源的適用光譜帶寬，光譜帶寬和中心波長(zhǎng)比可以達(dá)到140%，是目前國(guó)際上較為先進(jìn)的水平。”阿秒科學(xué)與技術(shù)研究中心阿秒成像研究團(tuán)隊(duì)成員李博洋說。這項(xiàng)研究為阿秒成像提供了關(guān)鍵技術(shù)路徑，對(duì)于我國(guó)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施先進(jìn)阿秒激光設(shè)施（西安部分）成像終端建設(shè)和阿秒光源重大應(yīng)用拓展均具有重要意義。

2023年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予三位科學(xué)家以表彰他們將產(chǎn)生阿秒光脈沖的實(shí)驗(yàn)方法用于研究物質(zhì)的電子動(dòng)力學(xué)。西安光機(jī)所副所長(zhǎng)付玉喜介紹，“我們自建所以來，就在超快光科學(xué)領(lǐng)域具有堅(jiān)實(shí)的理論研究基礎(chǔ)，近年來部署了基礎(chǔ)性、前瞻性和系統(tǒng)性的阿秒科學(xué)研究，2021年專門成立阿秒科學(xué)與技術(shù)研究中心，緊盯世界科技前沿和國(guó)家重大需求，努力打造國(guó)際一流的創(chuàng)新研究平臺(tái)和人才團(tuán)隊(duì)，為搶占超快光科學(xué)領(lǐng)域制高點(diǎn)提供關(guān)鍵支撐。”