1、在經(jīng)典光學中,一束光會聚成的光斑大小最終受衍射極限的限制。突破經(jīng)典衍射極限從而得到更小的會聚斑點對光學刻錄,大規(guī)模光學存儲器,集成電路設計以及高分辨率成像有極其重要的意義。在最近的十年中,理論和實驗研究都證明了熱光光源可以產(chǎn)生與糾纏的雙光子源類似的量子效應,比如:鬼干涉,鬼成像以及亞波長干涉。這些效應涉及到熱光的空間強度關聯(lián)。在這些效應中,雙縫的亞波長干涉為突破瑞利衍射極限提供了可能性。在早期的亞波長干涉實驗中,只能在兩個探測器沿相反方

2、向移動的情況下才能觀察到亞波長干涉圖樣。而且測量高階強度關聯(lián)可以提高可見度和分辨率。與雙光子糾纏源不同的是,由于兩個探測器是分開的,這種方案不能應用于雙光子刻錄技術。最近,提出了一種實驗方案來實現(xiàn)熱光的雙光子刻錄,方案的核心在于將一束光的波前反轉(zhuǎn)然后與另一束光相互疊加,進行同一位置的雙光子測量即可得到亞波長干涉條紋。
　　在N光子過程中,N光子的衍射極限是經(jīng)典衍射極限的N倍。因此,與經(jīng)典方案比較,利用N光子關聯(lián)應可獲得更為精細的會

3、聚斑點。本課題擬采用N光子關聯(lián)的聚束效應,改善光學刻錄的精度。本文擬采用理論實驗相結(jié)合的方式進行研究。理論上,根據(jù)熱光關聯(lián)的共軛關系,設計理論模型,分析系統(tǒng)的多光子關聯(lián)結(jié)構(gòu),探索N光子聚束效應的最佳方案。在實驗上,設計一種新的熱光干涉儀,兩束光分別使用直角反射鏡將其波前相位反轉(zhuǎn),并將反轉(zhuǎn)后的兩束光相互疊加,由探測器接收,在此干涉儀的基礎上,研究大孔徑光束照射時,探測平面的光斑分布。使用二元光學元件或透鏡超越瑞利衍射極限要依賴于特殊材料制

4、作的元件的良好設計,并且只適用于近場,而本文的實驗裝置中沒有使用二元光學元件和透鏡。由于熱光關聯(lián)的共軛效應,相互干涉光場的二次相位因子相互抵消,探測平面上會得到亞波長光斑。而且在近軸近似下,不論是近場還是遠場都會得到光斑。本文通過理論和實驗手段分析本方案所獲得光斑與透鏡焦點之間的關系。這種非相干干涉儀可以得到亞波長干涉條紋,從而使熱光的亞波長干涉可以應用于雙光子刻錄。此種干涉儀的兩束光在強度關聯(lián)上可以得到一光斑,并且傳輸距離越遠,光斑越