下一代衍射光學(xué)元件：非周期體積光學(xué)
最近美國科羅納多大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程系的研究人員Rafael Piestun及其合作者在光電子領(lǐng)域的頂級雜志《Nature Photonics》上發(fā)表的《非周期體積光學(xué)》(Aperiodic Volume Optics)提出了一種三維光學(xué)元件。這種非周期的三維光學(xué)元件將極大地提高傳統(tǒng)的二維衍射光學(xué)和計(jì)算全息元件的設(shè)計(jì)自由度。（http://www.edphoton.com ）
在多維空間上對光的控制是光子設(shè)計(jì)的核心，包括在三維空間和時(shí)間上控制光的功率分布，光譜，相干性以及偏振態(tài)等。最近數(shù)年興起的光子晶體，超材料和衍射光學(xué)元件反應(yīng)了這一設(shè)計(jì)思想。 相比之下，目前的衍射光學(xué)和計(jì)算全息元件是一種兩維的光學(xué)元件。（http://www.edphoton.com ）
衍射光學(xué)和計(jì)算全息元件是對傳統(tǒng)的折射光學(xué)元件和光學(xué)記錄全息的一次革命。折射光學(xué)元件包括我們使用的傳統(tǒng)眼鏡，照相機(jī)，望遠(yuǎn)鏡，顯微鏡鏡頭等。衍射光學(xué)和計(jì)算全息元件可以針對任意的輸入光場產(chǎn)生一個(gè)任意的輸出光場（功率密度分布和相位分布）。衍射光學(xué)和計(jì)算全息元件也促進(jìn)了最近的光鉗，新型顯微鏡和空間偏振的革命。（http://www.edphoton.com ）
層疊排列的衍射光學(xué)和計(jì)算全息元件可以改善系統(tǒng)的性能。其方法是將多個(gè)衍射光學(xué)元件依次排列在勻質(zhì)的自由空間中。正如光記錄的體積全息較之光記錄的非體積全息可以改善三維成像，顯微鏡 和脈沖成形的性能一樣，三維光學(xué)元件較之二維的衍射光學(xué)元件將設(shè)計(jì)自由度從二維擴(kuò)大到整個(gè)三維空間，因而可以改善二維衍射光學(xué)元件的性能。（http://www.edphoton.com ）
目前，體積光學(xué)遵循其他計(jì)算設(shè)計(jì)方法的發(fā)展，從衍射光學(xué)元件到光子晶體，從超材料到變換光學(xué)，其目的在于對光的有效控制。但是，體積光學(xué)的設(shè)計(jì)和制造仍然存在多重挑戰(zhàn)，當(dāng)前的努力方向是合成高度發(fā)散的結(jié)構(gòu)和制造更大的具有納米尺度的三維體積。在未來數(shù)十年的工業(yè)，醫(yī)學(xué)，國防和科研領(lǐng)域，二維的衍射光學(xué)和計(jì)算全息仍然是光子控制的主流元件。（http://www.edphoton.com ）
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