中科院上海光机所张军勇课题组在X射线全息成像领域取得了重要进展。利用中国太极首次成功构造了多层相移焦斑，提供了全息成像中的相移参考光技术，在光学段实验验证了基于中国太极透镜的相移无透镜傅里叶变换全息成像方案。

阿贝极限定义了光学系统的分辨极限，而采用更短的波长成为提高系统成像分辨率最直接简便的途径之一。尤其是近年来随着同步辐射、自由电子激光器和核激励X射线激光的迅速发展，相干X射线已广泛应用于生物细胞成像、材料的无损检测 、晶体结构的衍射分析以及X射线显微等领域。

材料在短波段的强吸收阻碍了X射线折射透镜的出现，而基于衍射成像原理的菲涅尔波带片的提出尤其适合于短波相干光源。透镜的共性在于难以对弱相位物体直接成像，这归因于探测器只能响应光强的变化。全息无疑是众多相位物体测量与成像的优选方法之一，缺乏各种功能的X射线器件使得共光路的无透镜傅里叶变换全息成为较早应用于X射线波段的全息技术，而光学段常用的相移全息却难以在X射线实现。

移相器是相移全息技术的关键器件。在长波段大放异彩的各类典型移相器到了X射线波段却戛然而止。尽管光栅在诸多前人工作中已被运用到测量和成像领域，但其自身的固有结构和二元编码限制了其功能的进一步拓展。谈及结构与编码，不能不让人联想到五千年前屈家岭文化遗存陶纺轮上出现的最古老的太极图。阴阳交互，动静相倚，因其轮转方能周而复匝。是故《易·系辞》说：“易有太极，是生两仪，两仪生四象，四象生八卦。”太极图圆结构下的阴阳互依，以静态的平面图形演绎了事物在竞争运动中的对立统一。

图1 太极透镜示意结构及其产生的双层相移焦斑的光强与相位分布

图1是标准太极透镜的示意结构及产生的多焦斑分布，在相移全息中该器件作为相移器使用。一个因变量的确立需要通过自变量和映射法则来定义。典型的二元编码仅对应复数坐标的一极±1。从太极图阴阳的观点来看，上述二元编码只是一类特殊选择而已，并不具有不可变的唯一性。既然允许其他存在，需要做的是构造出复数坐标的另一极±i，而两极恰恰是实现相移全息的标准操作。在此基础上又可以“生万物”，其方式就是两极的线性组合。多元编码是改变自变量的操作，映射法则可以通过调控结构来实现质变。太极图，阴阳互依，阴阳契合，从整体上看是对称的，从局域上看却又是破缺的，立与破顿时跃然纸上。然古人早有评价“此图不立文字，静观以悟其神妙。”传统波带片属于单焦点衍射透镜，对称性更多倾向于结果的一一映射，这或许就是X射线衍射透镜光学功能单调的根源性问题。太极是万物化生之源，表面上看太极图是平面的，或许它又是多个“太极图”沿其他维的投影叠加，存在可行解的两维结构有望实现一对多映射。二千五百年前的古希腊人在求解开方数时构造了两列梯子，这两列向量对应元素之比随着梯子加长而渐近于真值。该梯子已演化出一个庞大的数学家族，以至于黄金分割的斐波那契序列被降级成为它的一类特例。当太极邂逅梯子，千年的执守已然重现了相干光的三维分裂，这又为单次曝光测量与成像奠定了坚实基础。

上述相关工作已发表在学术期刊Optics Letters [(43(17), 4085-4087 (2018))]上。感谢研究过程中林尊琪院士和朱健强研究员的鼓励以及在关键问题上的有益讨论和指导，感谢高功率激光物理联合实验室在实验方面的有力支持，感谢国家自然科学基金和中科院青年创新促进会对上述研究的大力支持。

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