使用可调焦距的圆柱透镜组校正高斯光束中的散光和椭圆度
校正激光光束的散光和椭圆度对于提升显微成像、原子物理、量子信息处理及先进制造等领域的性能至关重要。基于柱面透镜望远镜的被动校正方法需选用精确焦距的透镜,在使用标准光学元件时会显著限制可调谐范围。基于衍射光学元件的主动解决方案虽能实现优异性能,但存在体积庞大、成本高昂、衍射效率有限及系统复杂等问题。该研究团队提出了一种将散光椭圆光束转换为无散光圆形高斯光束的简易方法。该方案采用三块柱面透镜组合:第一块透镜沿光束长轴聚焦,生成强度分布径向对称的平面;第二块与第三块透镜以特定相对角度放置于该平面,构成具有可调焦距的双轴透镜组。通过调整透镜间相对角度,散光光束的两个分离光腰可完全重合,从而获得无散光的圆形高斯光束。该工作从理论上验证了该方法的有效性,数值量化了其对实验误差的鲁棒性,并通过实验证明了其可将商用激光源的输出光束完美圆化。该方法无需精确匹配焦距即可校正激光散光和椭圆度,相较于其他被动方案具有更高灵活性,与主动方法相比则更具成本效益。其结构简洁紧凑的特点,使其易于集成到桌面光学系统及工业设备中。
