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1.痛點問題 激光廣泛應用在制造、傳感、醫療、科研、軍事等諸多領域。對不同應用，除功率、波長、模式等有不同要求外，對激光光斑形狀也逐漸提出整形要求，以適應性能不斷提高的制造、傳感等需求。例如在激光焊接、激光退火、激光剝離等需要圓形、矩形（方形）、線形且平頂分布的光斑；在激光打孔、激光切割等需要軸向多焦點、長焦深分布的光斑；在激光熱負荷模擬或激光熱處理中，需要特定形狀和光強分布的光斑以匹配復雜零件并模擬實際工況等。 衍射光學是實現光束整形的重要技術手段，但在國內尚未廣泛應用，例如在激光制造領域，大多系統直接利用激光聚焦光斑，少部分利用微透鏡陣列、微柱鏡陣列等折反射器件進行光束整形，但這種方案所能實現的光束整形通常是產生圓形、方形或矩形光斑，不能實現任意形狀的光斑。此外，整形光斑邊緣較為平緩不夠陡峭，平頂性能不夠好，存在較大的光強起伏；受限于設計與制造，按照傳統方法設計，衍射光學整形光斑尺寸受限，通常包含大量散斑，且存在明顯的中心零級等，或者減小線寬至數個波長以產生大角度光束整形光斑，但數個波長的線寬無法利用國產設備進行制造。 2.解決方案 本成果的衍射光學器件（DOE），是基于光的標量衍射理論，利用計算機輔助設計、并用大規模集成電路制作工藝，在基片上(或傳統光學器件表面)刻蝕產生兩個或多個臺階深度的浮雕結構，形成純位相、同軸再現、具有高衍射效率的一類光學器件。利用衍射光學器件已實現了諸多功能，包括光束整形、點陣產生（包括大角度、超分辨等）、長焦深（包括中空、軸上多焦點）等，為激光制造、三維測量、超分辨顯微成像、流式細胞儀等系統提供新穎解決方案。創新性地采用球面波入射（或折衍混合）、特定振幅相位約束等方法，擴大了有效衍射場，對入射波前畸變、加工誤差不敏感；抑制了散斑，提高了光束整形性能，提升了數字全息顯示的分辨率；實現了大角度任意點陣、白光點陣等；實現了不同排列形狀的超分辨點陣；實現了多種長焦深、中空長焦深、軸上多焦點等軸向光場分布。 3.合作需求 以專利許可、技術轉讓、技術入股等方式進行合作，特別是具有國內高端激光制造設備公司相關資源的優先考慮，確定應用場景，研制衍射光學光束整形器件、模組和系統。

本發明涉及一種高斯光束整形系統，將具有高斯狀分布的圓光 斑整形成均勻分布的線條形光斑，用于激光掃描加工，提高加工效率 和提高表面溫度均勻性。本系統由擴束系統、空間切割重排系統和聚 焦系統組成。擴束采用具有一定焦距比的負柱面鏡和正柱面鏡，實現 在其中一個方向的擴束。光束空間切割采用一組具有一定旋轉角度的 平行平板玻璃，切割產生多分子光束并產生一定的偏移。經另外一組 具有一定旋轉角度的平行平板玻璃重排，將重排后的光斑經柱

本實用新型公開了一種聚焦光斑快速收斂的光束整形調制片。所述光束整形調制片為濾光片，其光強透過率分布中心對稱，其徑向的每一處光強透過率采用振幅調制函數計算獲得，將調制片放置在光路中對光束進行濾波整形獲得快速收斂的聚焦光斑。本實用新型利用振幅調制片以較小的成本和技術難度改變聚焦光斑的收斂性質，降低衍射光斑的旁斑強度，在生物成像，激光光學等諸多領域有著巨大的應用價值和潛力。

由于超穎表面具有在極短距離內，以亞波長分辨率對出射光的波前進行任意調控的能力，使得它有望成為傳統光學元件的替代品。超穎表面體積小、重量輕、具有豐富設計自由度的特點能夠大大簡化傳統光場調控裝置的體積以及復雜度。近些年來，項目組在超穎表面的光束整形與偏振調控領域做出了許多有意義的工作。通過將達曼光柵原理與超穎表面相結合實現了三維渦旋陣列以及貝塞爾光束陣列的產生。利用相變材料、Ω形天線以及介質納米柱結構實現了對出射光束偏振態的調控，并將其應用于矢量光束的產生之中。同時，基于超穎表面對出射光的復振幅調制實現了近場表面等離激元的操控以及遠場衍射級次的選擇性激發。 基于光學超穎表面的光束整形與偏振調控技術具有體積小、重量輕的優點，能夠解決傳統光場調控裝置體積較大、復雜度較高的缺點。同時，不同種類超穎原子所提供的豐富設計自由度以及多種波前調控工作機理，為超穎表面對出射光的振幅、相位、偏振、頻率以及多物理量的靈活調控提供了保障，豐富了實現光場調控的手段。該技術有望在激光加工、光通信、粒子捕獲，超分辨成像、信息存儲以及光學防偽和加密等應用之中。

大數據無線傳輸、智能駕駛車載雷達系統，第五代移動通信(5G)、物聯網等。

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