我们的研究团队提出了一种生成“宽而薄”光学薄膜的新方法

3月26日，中国科学院深圳先进技术研究院光电工程技术中心李建平团队在光学杂志《Optics Letters》上发表了最新研究成果。研究团队提出了光瞳掩模的优化设计方法，以产生薄而宽的准无衍射激光片。博士后研究员唐成博士是论文的第一作者，高级工程师李建平博士是通讯作者。

光荧光显微镜是活体生物成像的一场革命。通过将激发激光限制在显微镜物镜景深附近的薄层光学片上，可以减少显微成像的离焦模糊，降低光漂白和光毒性，大大提高图像清晰度，延长生物样品的观察时间。通过逐层扫描样品或光学片可以形成三维图像。

然而，光学片显微术的成像性能受到光学片光学特性的限制，其成像分辨率受到光学片厚度的限制，成像视场受到光学片宽度的限制。然而，由于光波固有的衍射特性，光学片的厚度和宽度相互平衡。薄膜支持高分辨率，但衍射发散快，有效宽度窄，限制了成像视场。厚膜衍射发散慢，支持大视场成像，但限制了分辨率。

为了解决这一问题，研究人员提出了一种数值优化方法，可用于设计一种称为光瞳掩模的衍射光学器件，以产生薄而宽的光学片。该方法巧妙地提出了一个光学片质量的全局评价因子来表示光学片厚度、无衍射范围和旁瓣之间的平衡。理论和实验结果表明，优化后的掩模能使静态光学片的无衍射范围扩大50%，旁瓣小于20%。基于此，可以生成一种新型的静态光学片，在不牺牲轴向分辨率的情况下，以更大的视场对样品进行成像。