锐边孔径是消除超振荡波旁瓣的有前途的解决方案

无侧波的光学超振荡

一对月状锐边孔径能够产生尺寸在光学衍射极限内的衍射聚焦光斑，同时消除沿对称切割的侧波。

光超振荡是指波包可以在超过其最高傅立叶分量的频率上局部振荡。这种有趣的现象能够产生可以打破光学衍射屏障的极其局域化的波。事实上，超振荡已被证明是克服光学超分辨率成像中衍射障碍的有效技术。问题是超振荡波的主瓣伴随着强旁瓣，这限制了视野并阻碍了应用。

在超振荡波包的主瓣和旁瓣之间也存在权衡：减小主瓣的超振荡特征尺寸以扩大旁瓣为代价。这主要是因为超振荡是一种局部现象，但波包的整体宽度比光学衍射极限更宽。

从复杂纳米结构发出的衍射光场的干涉的精确工程可以产生能够实现显着光学超振荡的结构掩模。但是结构掩模需要优化和复杂的制造，产生的光场仍然受到高强度旁瓣的限制。直到现在，在保持更大视野的同时产生具有可观特征尺寸的超振荡波仍然具有挑战性。

超振荡波的产生

沿维度生成没有旁瓣的光学超振荡波。(a) 用于实验的样品的电子显微照片。(b) 超振荡波自由空间传播的实验测量。(c) z = 6.2 µm 横向平面中超振荡聚焦波的实验强度分布。(d) 沿 (c) 的 y 轴 (x = 0) 的强度分布。在面板中通过实验显示了半高全宽。蓝色曲线代表实验，而红色曲线代表模拟。图片来源：Hu 等人，doi 10.1117/1.AP.3.4.045002。

正如Advanced Photonics报道的那样，中国广州暨南大学的研究人员最近开发了一种方法，可以在一定程度上消除超振荡波包中的权衡。他们在实验和理论上证明了没有旁瓣的超振荡光斑的产生。

具有圆柱衍射的中心微盘产生尺寸在光学衍射极限内的超振荡光斑。一对锐边孔径确保与高空间频率波的相长干涉。这种干涉有效地消除了沿对称切口的旁瓣，该切口可以通过旋转月状孔在横向平面中进行调整。

暨南大学光电工程系陈振强指导的博士生胡彦文表示：“锐边孔径设计简单，基于清晰的物理原理，是实现超振荡的有希望的候选材料。波浪。”

胡进一步解释说，中央微盘的柱面衍射产生类似贝塞尔形式的超振荡波。这些形式使在自由空间中传播的超振荡波的精细结构能够比渐逝光波传播得更远。据胡说，超振荡的这种有趣的传播效应有望在纳米粒子操纵以及超分辨率成像中的潜在应用。