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衍射透镜是实现光束聚焦和成像的衍射光学元件，其在空间遥感、光学光刻、显微成像和生命科学等领域拥有广泛的应用前景，在系统性能改善及轻量化方面发挥了重要的作用。振幅型衍射透镜由于不受波长限制，在X射线和极紫外光波段具有很大的潜在应用价值。近年来一种新型的振幅型衍射透镜-光子筛备受关注，掀起了新的研究浪潮。通过多自由度的设计光子筛可以得到复杂、多样化的聚焦场形态和优越的性能，因此，在其实际应用之前对光子筛等衍射透镜的聚焦性能检测和分析具有重要意义。已有研究中主要应用直接成像法进行定性描述，操作要求较高。本论文针对光子筛类衍射透镜的焦斑检测，以实现快速和准确的定量检测为目标，探索研究了两种焦斑检测方法-数字全息测量技术和基于阵列抽样的相干检测技术，这两种方法都不需迭代过程。 数字全息是一种特殊的相干测量与成像技术，具有简单、快速、准确度较高、数字化处理等特点，被广泛应用于多种物理参数的测量，其独特特点在于可以直接得到被测物体的复振幅分布。另外，基于阵列抽样的检测技术也是一种能快速实现测量的非迭代相干衍射成像技术，是近年来提出的新方法，本论文尝试应用此方法进行聚焦焦斑测量。本论文从理论剖析和实验验证两个方面，对光子筛类衍射透镜的焦斑检测方法进行了探索研究，主要研究工作如下: 1.全息技术理论分析和全息应用中的自动对焦算法研究。介绍了全息技术的基本理论，给出了全息应用中的几种自动对焦算法。针对双焦点光子筛的固有特性，本文中提出高阶变异系数距离自动对焦算法来实现其再现距离的自动获取。该算法是从数字全息的重建图像中减去平均值，对得到的高频信息重新进行计算，其评判标准最小值对应的距离就是较为准确的再现距离。相比于其它算法，该算法对双焦点光子筛的测量结果具有较高的准确性，同时适用于分辨率板等物体，具有适用性。 2.基于数字全息的光子筛焦斑的检测技术研究。双焦点光子筛在微米量级的离焦面处能量会快速衰减，且无法通过一次测量同时获得其多个焦斑分布，本文中提出利用数字全息测量方法结合变采样间距的衍射传输算法实现该光子筛器件焦距及焦斑的同时精细测量。利用双曝光的离轴数字全息得到了离焦面处光场的复振幅分布，基于此光场通过变采样间距的衍射传输算法得到具有较高分辨率的双焦点光子筛的聚焦场特征。焦距等于自动对焦算法及强度最大值扫描方式分别求得的两段距离之和，实验结果表明实验所得焦距和焦斑大小与理论设计结果基本一致。另外，利用该测量方法实现了椭圆涡旋光子筛的焦斑检测，测量得到了椭圆中空焦斑和螺旋位相分布，实验结果和理论设计较为符合。该检测方法简单、快速，具有较高的分辨率，可适用于其它类衍射透镜元件的精细测量和性能分析。 3.基于阵列抽样的光子筛焦斑的检测技术研究。该方法通过光场调制-记录图案-逆向传输-滤波过程-传输几个环节得到被测物体信息。本文建立了该方法的理论计算模型并给出了数值计算中需要注意的问题，实验验证了该方法用于焦斑分布检测的可行性。该方法光路简单，而且通过一幅衍射强度图可以快速获得物体的复振幅分布，使得测量方便、快捷。