[实用新型]光学系统

权利要求书

1.一种光学系统，包括：

用于发出光束的光源；

光学主轴线；

光学整形元件，所述光学整形元件沿所述光学主轴线的方向布置成面向所述光源，并且设计成将所述光束整形为在第一轴线和第二轴线上的光强均为平顶分布，其中，所述第一轴线和所述第二轴线定向为分别垂直于所述光学主轴线并且还彼此垂直；

其特征在于，所述光学系统还包括：

光学聚焦元件，所述光学聚焦元件沿所述光学主轴线的方向布置成面向所述光学整形元件，以将经所述光学整形元件整形的光束会聚至指定区域；

其中，所述光学聚焦元件构造成在所述第一轴线上和在所述第二轴线上的放大倍率分别为：所述光学聚焦元件在所述第一轴线上具有第一衍射极限尺寸，且在所述第二轴线上具有第二衍射极限尺寸，其中，在所述指定区域处，所述光束在所述第一轴线上的第一光斑尺寸与所述第一衍射极限尺寸之间存在第一差值，所述第一差值构造成使所述光束在所述第一轴线上的光强仍保持平顶分布，而所述光束在所述第二轴线上的第二光斑尺寸与所述第二衍射极限尺寸之间存在第二差值，所述第二差值构造成使所述光束在所述第二轴线上的光强为高斯分布，其中，所述第一差值比所述第二差值大。

2.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学整形元件包括自由曲面透镜、鲍威尔透镜、柱面透镜、轮胎透镜、衍射光学元件或其组合。

3.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学聚焦元件包括柱面透镜、自由曲面透镜、轮胎透镜或其组合。

4.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学聚焦元件设计成由不同类型的多个透镜构成的透镜组。

5.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学聚焦元件构造成轴对称镜，其中，所述光学整形元件设计成将所述光束整形为：在入射到所述光学聚焦元件之前，所述光束在所述第一轴线和所述第二轴线上的光强分布为不同宽度的平顶分布，其中所述第一轴线和所述第二轴线上的平顶宽度的比值大于或等于2：1。

6.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学整形元件构造成中空纤维，来自所述光源的所述光束能耦合到所述中空纤维中，以使所述光束的光强为平顶分布。

7.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，在所述指定区域处，所述光束经所述光学聚焦元件会聚成微米级的光斑尺寸。

8.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学整形元件和所述光学聚焦元件以彼此间为固定的间距集成在一起。

9.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统还包括光学准直元件，所述光学准直元件布置在所述光源与所述光学整形元件之间，以向所述光学整形元件提供经准直的光束。

10.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学聚焦元件的在所述第一轴线和所述第二轴线方向上的放大倍率分别构造成使得：在所述指定区域处，所述第一光斑尺寸大于或等于所述第一衍射极限尺寸的两倍，而所述第二光斑尺寸小于所述第二衍射极限尺寸的两倍。