CN217821122U

CN217821122U - 基于超透镜的椭圆光束整形系统及具有其的激光系统

Info

Publication number: CN217821122U
Application number: CN202221258780.6U
Authority: CN
Inventors: 谭凤泽; 郝成龙; 朱健
Original assignee: Shenzhen Metalenx Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Metalenx Technology Co Ltd
Priority date: 2022-05-24
Filing date: 2022-05-24
Publication date: 2022-11-15
Anticipated expiration: 2032-05-24

Abstract

本公开涉及光学超透镜的技术领域，具体地，本公开涉及基于超透镜的椭圆光束整形系统及具有其的激光系统。本实用新型基于超透镜的椭圆光束整形系统包括发射椭圆光束的光源；准直光学装置，在光路上，设置在光源的下游；整形透镜组，设置在准直光学装置的下游，用于将椭圆光束整形为期望形状的光束；其中，准直光学装置和/或整形透镜组为超透镜装置，超透镜装置包括基底以及设置在基底上的超表面单元，超表面单元的相位设计成，使得超透镜装置实现准直和/或整形功能。本实用新型基于超透镜的椭圆光束整形系统利用超透镜的体积小、重量轻、成本低的特点，使得基于超透镜的椭圆光束的整形系统同样具备了上述优点，具有更广阔的应用场景。

Description

基于超透镜的椭圆光束整形系统及具有其的激光系统

技术领域

本公开涉及光学超透镜的技术领域，具体地，本公开涉及基于超透镜的椭圆光束整形系统及具有其的激光系统。

背景技术

激光系统中激光器发射的激光在出射阶段大多形状为椭圆光束，经过多片式传统透镜系统处理后，可在目标区域形成预设形状的光区，例如，形成预设形状为圆形的光区。

多片式传统透镜系统，大多可以分为两个阶段，其中，一个阶段为准直阶段，另外一个阶段为调整阶段。准直阶段和调整阶段均可包括多个透镜，通过准直阶段将光源发出的光进行准直；经准直后的光再经调整阶段进行光束的形状调整，以使透过调整阶段的光最终成为预设形状的光束。

上述方式中，多片式传统透镜系统中包含了多片传统透镜，而传统的透镜具有体积大、重量沉、片数多和成本高的缺陷。

实用新型内容

针对现有技术的上述缺陷，本实用新型提供的基于超透镜的椭圆光束整形系统及具有其的激光系统并且解决了上述技术问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型的一个实施方式，提供一种基于超透镜的椭圆光束整形系统包括：

发射椭圆光束的光源；

准直光学装置，在光路上，设置在光源的下游；

整形透镜组，设置在准直光学装置的下游，用于将椭圆光束整形为期望形状的光束；其中，

准直光学装置和/或整形透镜组为超透镜装置，超透镜装置包括基底以及设置在基底上的超表面单元，超表面单元的相位设计能够使得超透镜装置实现准直和/或整形功能。

在其中一个可实施的方式中，整形透镜组包括柱面镜组。

在其中一个可实施的方式中，整形透镜组包括棱镜组。

在其中一个可实施的方式中，整形透镜组包括第一会聚透镜、第二会聚透镜和设置在第一会聚透镜和第二会聚透镜之间的空间滤波器。

在其中一个可实施的方式中，空间滤波器为光阑或光栅。

在其中一个可实施的方式中，准直光学装置包括传统透镜组。

在其中一个可实施的方式中，整形透镜组为超透镜装置，超透镜装置包括两个整形超透镜，整形超透镜的相位

分布为：

其中，f为整形超透镜的焦距，x为坐标系中的位置。

在其中一个可实施的方式中，整形超透镜的间隔距离L为：

L＝f₁+f₂

其中，f₁为一个整形超透镜的焦距，f₂为另一个整形超透镜的焦距，并且，f₁和f₂的焦距满足如下关系：

其中，θ_f为椭圆偏振光的光束截面的大角度发散角，θ_s为椭圆偏振光的光束的小角度发散角。

在其中一个可实施的方式中，整形透镜组为超透镜装置，超透镜装置包括两个整形超透镜，在两个整形超透镜之间设有空间滤波器。

在其中一个可实施的方式中，空间滤波器为光阑或光栅。

在其中一个可实施的方式中，准直光学装置包括单片式准直超透镜装置，单片式准直超透镜装置的相位

分布为：

其中，x和y为坐标系中的位置，f为单片式准直超透镜装置的焦距。

在其中一个可实施的方式中，超表面单元为正六边形或正方形，超表面单元各顶点和/或中心位置设置有纳米结构。

在其中一个可实施的方式中，纳米结构与纳米结构之间填充有填充层，填充层包括与纳米结构的折射率差值的绝对值大于等于0.5的透明或半透明填充材料。

本实用新型的另一实施方式，提供了一种激光系统，包括如上述的基于超透镜的椭圆光束整形系统。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种基于超透镜的椭圆光束整形系统，通过将准直光学装置和/或整形透镜组，设计成超透镜结构，来实现椭圆光束的整形，利用超透镜的体积小、重量轻、成本低的特点，使得基于超透镜的椭圆光束的整形系统同样具备了体积小、重量轻、成本低的特点，并具有更广阔的应用场景。

为了能更进一步了解本实用新型的特征以及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。

附图说明

下面结合附图，通过对本实用新型的具体实施方式详细描述，将使本实用新型的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1A是本实用新型基于超透镜的椭圆光束整形系统的超表面结构单元为正六边形的示意图；

图1B是本实用新型基于超透镜的椭圆光束整形系统的超表面结构单元为正方形的示意图；

图1C是本实用新型基于超透镜的椭圆光束整形系统的纳米结构中纳米柱示意图；

图1D是本实用新型基于超透镜的椭圆光束整形系统的纳米结构中纳米鳍示意图；

图2是本实用新型基于超透镜的椭圆光束整形系统的纳米结构在纳米结构数据库中查找的示意图；

图3是本实用新型基于超透镜的椭圆光束整形系统的整形透镜组包括第一柱面镜和第二柱面镜的结构示意图；

图4是本实用新型基于超透镜的椭圆光束整形系统的整形透镜组包括第一棱镜和第二棱镜的结构示意图；

图5是本实用新型基于超透镜的椭圆光束整形系统的整形透镜组包括第一会聚透镜和第二会聚透镜的结构示意图；

图6是本实用新型基于超透镜的椭圆光束整形系统的整形透镜组包括第一整形超透镜和第二整形超透镜的结构示意图；

图7是图6中在第一整形超透镜和第二整形超透镜之间设置空间滤波器的结构示意图；

图8是本实用新型基于超透镜的椭圆光束整形系统的准直光学装置和整形透镜组均为超透镜的结构示意图；

图9是图8中在第一整形超透镜和第二整形超透镜之间设置空间滤波器的结构示意图；

图10是本实施例医疗用激光系统准直后光斑的示意图；

图11是本实施例医疗用激光系统的椭圆光束整形系统的结构示意图；

图12是本实施例医疗用激光系统中经过椭圆光束整形系统整形后的光斑示意图。

附图标记：

1、光源；2、准直光学装置；3、第一整形超透镜；4、第二整形超透镜；5、空间滤波器；

6、纳米结构；61、基底；62、填充层；63、纳米鳍；64、纳米圆柱。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

激光系统在某些场景，如医疗、美容、教育和机械加工等行业，需要对激光系统发出的光束整形，以使得在光束在目标区域呈现预设的形状，例如圆形形状。

在对现有的激光系统进行光束整形时，需要在激光系统中设置多片用以调整光束形状的传统透镜，由于传统透镜存在体积大、重量沉、片数多和成本高，并且精确对准难度大且耗时的缺陷，限制了光束整形的使用场景及发展。

参阅图1至9所示，其中，图3至图9中出现的椭圆和圆为其下方对应光束的截面形状，在此需要说明的是，图5、图7和图9中的所示的光线仅可示意性地理解，并不表示所有光线均以所绘制的方式传播。在本实用新型的实施方式中，提供一种基于超透镜的椭圆光束整形系统，包括光源1、准直光学装置2和整形透镜组。

其中，光源1为发射椭圆光束的光源，具体地，光源1可包括激光器。

准直光学装置2在光路上设置在光源1的下游，用以对由光源1发射的光进行准直。

准直光学装置2可以根据需要选择具有准直功能的超透镜装置或传统透镜。

整形透镜组设置在准直光学装置2的下游，用于将经过准直的光束整形为期望形状的光束，优选横截面为圆形的光束。

优选地，整形透镜组可以为超透镜装置。

超透镜装置可包括至少一个第一整形超透镜3和至少一个第二整形超透镜4，可以理解的是，超透镜装置还可以根据整形光束的需要包括第三整形透镜、第四整形透镜等。

需要说明地是，根据基于超透镜的椭圆光束整形系统的设计需要，第一整形超透镜3和第二整形超透镜4可以选用功能相同的透镜做相应的替换。通过第一整形超透镜3和第二整形超透镜4对椭圆光束进行整形，将光束的截面整形为期望的形状，例如，整形为圆形或长方形等形状，在下述实施例中，以整形后的光束形状为圆形进行示例性说明。

还需要说明的是，超透镜装置包括基底61以及设置在基底61上的超表面单元。

其中，超表面单元呈阵列状排列，超表面单元优选可以为正六边形和/或正方形，也可以采用正方形或正六边形交错的排布，还可以采用一个区域是正方形，另一个区域是正六边形的方式来形成阵列结构。每个超表面单元的中心位置，或者每个超表面单元的中心位置和顶点位置分别设有一个纳米结构6。

需要说明地是，图1A的超表面结构单元为正六边形时，正六边形各顶点和中心位置至少设置有一个纳米结构6。

具体地，超表面结构单元包括一个中枢纳米结构6，其周围环绕着个与其距离相等的周边纳米结构6，各周边纳米结构6圆周均布，组成正六边形，也可理解为多个纳米结构6组成的正三角形互相组合。

图1B的超表面结构单元为正方形时，正方形各顶点和中心位置至少设置有一个纳米结构6。

具体地，超表面结构单元包括一个中枢纳米结构6，其周围环绕着个与其距离相等的周边纳米结构6，组成正方形。

超表面单元的相位设计能够使得超透镜装置实现对椭圆光束的准直和/或整形功能。

如图2所示，还需要说明的是，纳米结构6在不同波长下所需的相位，可在纳米结构数据库中查找相位最接近的纳米结构6。

纳米结构6在工作波段需要高透过率，并且，满足0～2π的相位全覆盖。

纳米结构6可为全介质结构，在工作波段具有高透过率，可选的材料包括：氧化钛、氮化硅、熔融石英、氧化铝、氮化镓、磷化镓、非晶硅、晶体硅和氢化非晶硅等。

纳米结构6为亚波长的人工纳米结构。

具体地，纳米结构6可包括纳米圆柱64、纳米环柱、纳米圆孔、纳米环孔等。

纳米结构6可为偏振相关的结构，如纳米鳍63和纳米圆柱64等结构，此类结构对入射光施加一个几何相位。

需要说明的是，纳米圆柱64可包括正纳米柱状结构、负纳米柱状结构、中空纳米柱状结构、拓扑纳米柱状结构中的任意一种或多种。

如图1C和1D所示，本实施例中，相邻纳米结构6之间填充有填充层62。填充层62用以间隔两个纳米结构6。

其中，填充层62包括空气填充或者与纳米结构6的折射率不同的其他工作波段的材料，其他工作波段的材料为透明或半透明的材料。

填充层62与纳米偏振相关结构的折射率差值的绝对值大于等于0.5。例如，填充层62可选用氧化铝。填充层62可起到保护纳米结构6的作用。

进一步需要说明的是，超表面单元的基底61和纳米结构6的选择为工作波段的高透过率材料。

具体地，当工作波段是可见光时，基底61材料可选用熔融石英、冕牌玻璃、火石玻璃和蓝宝石等可见光透明材料，纳米结构6可选氮化硅、氧化钛、氮化镓、磷化镓、氢化非晶硅、蓝宝石和氧化硅等材料；当工作波段是远红外(8-12μm)时，基底61材料可选用硫系玻璃、硫化锌、硒化锌、晶体锗和晶体硅等材料，纳米结构6可选用晶体硅和晶体锗等材料。

在本实施例中，在基于超透镜的椭圆光束整形系统中，通过使用具有超透镜结构的准直光学装置2和/或整形透镜组，可以显著地减少整体体积和重量，并且还能够节省成本。

如图3所示，在其中一个实施例中，整形透镜组包括柱面镜组，进一步地，柱面镜组可包括至少一个第一柱面镜和至少一个第二柱面镜，其中，第一柱面镜和第二柱面镜依次设置在准直光学装置2的下游，椭圆光束经由第一柱面镜和第二柱面镜处理，作为圆形光束射出。在此需要说明的是：通过柱面镜对光束进行一维放大或缩小，即相当于对光束在一个方向进行压缩。柱面镜的整形是基于本身的设计，即只对光束的一个方向有汇聚和发散的作用，然后通过两个柱面镜组成一个扩束或压缩系统，例如将椭圆光的长轴方向进行压缩，从而将椭圆光圆化。

其中，准直光学装置2为准直超透镜，与第一柱面镜和第二柱面镜配合工作，由此减少椭圆光束整形系统的体积和重量。

当然可以理解的是，根据光束整形系统的设计需要，柱面镜组还可包括多个第一柱面镜和/或多个第二柱面镜。

此外，在实施例中，柱面镜组可以通过超透镜组来代替，因此，类似于柱面镜，在超透镜替代柱面镜的设计方案中，超透镜仅对一个方向具有对光进行压缩，具体的实施方案可以从以下针对图6的实施例的描述中得出。通过上述方式可使得基于超透镜的椭圆光束整形系统的体积更加的小巧，重量更轻，成本更低。

如图4所示，在其中一个实施例中，整形透镜组包括棱镜组，进一步地，棱镜组包括至少一个第一棱镜和至少一个第二棱镜，第一棱镜设置在准直光学装置2的下游，用于将椭圆光束调整调整为圆形光束；第二棱镜，用于对第一棱镜出射的光准直。在此需要说明的是：棱镜是利用光束偏折，根据两个棱镜摆放角度的不同，来改变压缩比，从而将椭圆光圆化。显而易见的是，也可以通过超透镜可以来替代棱镜进行光束整形，具体地将超透镜设计为光偏转器，从而只对一个方向的光做偏折，并且根据棱镜的布置来设置超透镜即可实现类似于棱镜方案的光束整形。

其中，准直光学装置2为准直超透镜，与第一棱镜和第二棱镜配合工作，以便减少椭圆光束整形系统的体积和重量。

当然可以理解的是，根据光束整形系统的设计需要，棱镜组还可包括多个第一棱镜和/或多个第二棱镜。

通过上述方式可使得基于超透镜的椭圆光束整形系统具有体积小巧，重量更轻，成本低的效果。

如图5所示，在其中一个实施例中，整形透镜组包括第一会聚透镜、第二会聚透镜以及空间滤波器5，空间滤波器5设置在第一会聚透镜和第二会聚透镜之间，且设置在第一会聚透镜的焦平面上。在此，将空间滤波理解为：通过在焦平面上设置滤波器(或移相板)来改变焦平面的光振幅和相位，使得可以根据需要改变频谱甚至像的结构。在此，空间滤波器5优选为具有特定形状孔的光阑或为光栅。

在运行中，透过准直光学装置2的椭圆光束经第一会聚透镜后，聚焦在空间滤波器5上，经空间滤波后的光束整形经过第二会聚透镜后作为圆形光束射出。

其中，准直光学装置2优选为准直超透镜，与第一会聚透镜和第二会聚透镜配合工作，由此可以减少椭圆光束整形系统的体积。第一会聚透镜和第二会聚透镜可选用传统透镜。

通过上述方式可使得基于超透镜的椭圆光束整形系统的体积更加的小巧，重量更轻，成本更低。

如图6所示，在其中一个实施例中，整形透镜组为超透镜装置，准直光学装置2在此可以为多片传统透镜所形成的准直透镜。进一步地，超透镜装置包括第一整形超透镜3和第二整形超透镜4，第一整形超透镜3和第二整形超透镜4依次设置在准直光学装置2的下游，椭圆光束经由第一整形超透镜3和第二整形超透镜4处理，作为圆形光束射出。

其中，超透镜装置所包括的第一整形超透镜3和第二整形超透镜4的相位

分布根据如下公式设计：

其中，f为第一整形超透镜3或第二整形超透镜4的焦距，x为坐标系中的位置。

进一步地，第一整形超透镜3和第二整形超透镜4的间隔距离L为：

L＝f₁+f₂

其中，f包括f₁和f₂，f₁为第一整形超透镜3的焦距，f₂为第二整形超透镜4的焦距，并且，f₁和f₂的焦距满足如下关系：

此外，准直光学装置2可由单片式准直超透镜装置构成，单片式准直超透镜装置的相位

分布为：

通过上述公式即可得出整形超透镜和准直光学装置2的相位分布。

如图7所示，还可以理解的是，在空间滤波的方案中，整形透镜装置包括第一整形超透镜3、第二整形超透镜4和设置在其之间的空间滤波器5，其工作原理与会聚透镜和空间滤波器5组合实现椭圆光束整形的原理相同，不在赘述。

在本实施例中，整形透镜组由多个超透镜组成，可使得基于超透镜的椭圆光束整形系统的体积更加的小巧，重量更轻，成本更低。

如图8所示，在其中一个实施例中，准直光学装置2为准直超透镜；整形透镜组为超透镜装置，超透镜装置包括第一整形超透镜3和第二整形超透镜4，第一整形超透镜3和第二整形超透镜4依次设置在准直光学装置2的下游，椭圆光束经由第一整形超透镜3和第二整形超透镜4处理，作为圆形光束射出。

如图9所示，还可以理解的是，在全超透镜的解决方案中，也可以采用空间滤波整形，因此，如上所述，整形透镜装置包括第一整形超透镜3、第二整形超透镜4和设置在其之间的空间滤波器5。

空间滤波器5为光阑或光栅。

在本实施例中，准直光学装置2和整形透镜组均为超透镜。优选地，将准直光学装置2和整形透镜组通过晶圆级封装组合，由此可以实现非常高的对准精度，进一步减小系统体积、尤其是厚度。

上述实施例中，在不违背本技术方案，且条件允许范围内，各实施例之间可以自由组合，形成新的实施例。

本实用新型的还提供了一种激光系统，包括如上述的基于超透镜的椭圆光束整形系统。

如图10至12所示，下面以激光系统为医疗用激光系统为例，对上述实施例示例性地说明。

在本示例中，准直光学装置2与整形透镜组均采用超透镜装置。示例的具体内容如下：

激光器作为发射椭圆光束的光源1，具体地，激光器为边缘发射激光器EEL(EEL的全称为Edge Emitting Lasers)，例如可以采用如下激光器：波长650nm，红光单色，椭圆光束发散角为12°x36°，光源大小为200μm乘以200μm。

准直超透镜的

相位设计如下：

其中，准直超透镜的焦距为10mm，口径为6.5mm，x和y为坐标系中的位置，f数为1.54。基底61材料为氧化硅，纳米结构6材料为硅，纳米结构6选择纳米椭圆柱64和/或纳米鳍63，高度为550nm，周期为450nm。如从图10可见，经过准直超透镜后的光斑呈椭圆状。

如图11所示，在当前的实施例中，整形超透镜组中的第一整形超透镜3的焦距为10mm，第二整形超透镜4的焦距为30mm，第一整形超透镜3与第二整形超透镜4的口径均为8mm，相位按照前述公式进行计算。

如图12所示，通过整形超透镜组整形后的光束成圆形，可以理解的是，还可以根据需要对整形超透镜组进行整形，形成期望的形状。

综上所述，对于椭圆光束的整形的系统，当前使用的大都是传统透镜或透镜组，具有体积大、重量沉、成本高的缺点，不适用于很多成本和体积敏感的场景，比如激光笔。本实用新型提供的基于超透镜的椭圆光束整形系统，利用超透镜装置替代传统透镜，具有成本低、重量轻和体积小的优点。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种基于超透镜的椭圆光束整形系统，其特征在于，包括：

发射椭圆光束的光源；

准直光学装置，在光路上，设置在所述光源的下游；

整形透镜组，设置在所述准直光学装置的下游，用于将椭圆光束整形为期望形状的光束；其中，

所述准直光学装置和/或所述整形透镜组为超透镜装置，所述超透镜装置包括基底以及设置在所述基底上的超表面单元，所述超表面单元的相位设计能够使得所述超透镜装置实现准直和/或整形功能。

2.根据权利要求1所述的基于超透镜的椭圆光束整形系统，其特征在于，所述整形透镜组包括柱面镜组。

3.根据权利要求1所述的基于超透镜的椭圆光束整形系统，其特征在于，所述整形透镜组包括棱镜组。

4.根据权利要求1所述的基于超透镜的椭圆光束整形系统，其特征在于，所述整形透镜组包括第一会聚透镜、第二会聚透镜和设置在所述第一会聚透镜和所述第二会聚透镜之间的空间滤波器。

5.根据权利要求4所述的基于超透镜的椭圆光束整形系统，其特征在于，所述空间滤波器为光阑或光栅。

6.根据权利要求1所述的基于超透镜的椭圆光束整形系统，其特征在于，所述准直光学装置包括传统透镜组。

7.根据权利要求6所述的基于超透镜的椭圆光束整形系统，其特征在于，所述整形透镜组为所述超透镜装置，所述超透镜装置包括两个整形超透镜，所述整形超透镜的相位

分布为：

其中，f为整形超透镜的焦距，x为坐标系中的位置。

8.根据权利要求7所述的基于超透镜的椭圆光束整形系统，其特征在于，所述整形超透镜的间隔距离L为：

L＝f₁+f₂

其中，f₁为一个所述整形超透镜的焦距，f₂为另一个整形超透镜的焦距，并且，f₁和f₂的焦距满足如下关系：

9.根据权利要求6所述的基于超透镜的椭圆光束整形系统，其特征在于，所述整形透镜组为所述超透镜装置，所述超透镜装置包括两个整形超透镜，在所述两个整形超透镜之间设有空间滤波器。

10.根据权利要求9所述的基于超透镜的椭圆光束整形系统，其特征在于，所述空间滤波器为光阑或光栅。

11.根据权利要求1所述的基于超透镜的椭圆光束整形系统，其特征在于，所述准直光学装置包括单片式准直超透镜装置，所述单片式准直超透镜装置的相位

分布为：

其中，x和y为坐标系中的位置，f为所述单片式准直超透镜装置的焦距。

12.根据权利要求1所述的基于超透镜的椭圆光束整形系统，其特征在于，所述超表面单元为正六边形或正方形，所述超表面单元各顶点和/或中心位置设置有纳米结构。

13.根据权利要求12所述的基于超透镜的椭圆光束整形系统，其特征在于，所述纳米结构与所述纳米结构之间填充有填充层，所述填充层包括与所述纳米结构的折射率差值的绝对值大于等于0.5的透明或半透明填充材料。

14.一种激光系统，其特征在于，包括如权利要求1至13中任一项所述的基于超透镜的椭圆光束整形系统。