优选使用微结构光纤转换光束强度的横向空间轮廓的装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN104185805104185805A(43)申请公布日2014.12.03(21)申请号201380012850.7(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司(22)申请日2013.03.0511332代理人杨生平钟锦舜(30)优先权数据(51)Int.Cl.12520982012.03.08FRG02B6/14(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日G02B6/036(2006.01)2014.09.05B23K26/06(2014.01)(86)PCT国际申请的申请数据H01S3/00(2006.01)PCT/EP2013/0543412013.03.05G02B27/09(2006.01)(87)PCT国际申请的公布数据WO2013/131877FR2013.09.12(71)申请人原子能与替代能源委员会地址法国巴黎申请人里尔第一科技大学国家科学研究中心(72)发明人伊曼纽尔·于戈诺阿诺·米索伊夫·基康普瓦热罗·鲍曼斯劳伦·比戈康斯坦丝·瓦朗坦权权利要求书1页利要求书1页说明书8页说明书8页附图3页附图3页(54)发明名称优选使用微结构光纤转换光束强度的横向空间轮廓的装置(57)摘要一种优选使用微结构光纤的用于改变光束的强度的横向空间轮廓的装置。在此装置中，光纤(10)的横向尺寸纵向地变化并且光纤的端部(12、14)具有被设计为使得光纤在光束的波长上具有在两个端部具有不同轮廓形状的基模的光学几何参数。因此通过通过两个端部中的一个引入具有其中一种轮廓的波束(24)，波束通过另一个端部以与引入波束的轮廓形状不同形状的另一个轮廓出射。CN104185805ACN10485ACN104185805A权利要求书1/1页1.一种用于转换具有给定的波长光束的强度的横向空间轮廓，以使得所述横向空间轮廓从具有第一形状的第一轮廓改变成具有与第一形状不同的第二形状的第二轮廓的装置，其特征在于，所述装置包括光纤(10、28、34)，所述光纤具有第一端(12、30、35)和第二端(14、32、36)，并且所述光纤包括内核(16)、围绕内核并且折射指数大于内核的折射指数的环(18)、和围绕环并且折射指数小于内核的折射指数的光纤包层(20)，并且特征在于，光纤的横向尺寸纵向地变化并且第一端(12、30、35)和第二端(14、32、36)具有以这样一种方式设计的光学几何参数，其中，在该方式中在给定波长上光纤具有在第一端具有第一轮廓并且在第二端具有第二轮廓的基模，使得当具有第一轮廓的光束通过光纤的第一端(12、30、35)引入时，所述光束通过第二端(14、32、36)以第二轮廓出射，所述第二轮廓的形状不同于第一轮廓的形状。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光纤是微结构纤维(10、28、34)。3.根据权利要求1和2中的任一项所述的装置，其中，所述第一轮廓是包括准高斯轮廓、扁平轮廓和环形轮廓的集合中的三个轮廓中的一个，所述第二轮廓是所述集合中的另外两个轮廓中的一个。4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，光纤(34)的横向尺寸除了第一端(35)和第二端(36)中的至少一个之外在光纤的整个长度上保持基本恒定。5.根据权利要求1到4中的任一项所述的装置，其中，从放大光纤和非放大光纤中选择所述光纤。6.根据权利要求1到5中的任一项所述的装置，进一步包括辅助光纤(40、42)，其光学耦合至第一端和第二端(30、32)中的一个。7.根据权利要求1到5中的任一项所述的装置，进一步包括分别光学耦合至第一端和第二端(30、32)的两个辅助光纤(40、42)。8.根据权利要求6和7中的任一项所述的装置，其中，从放大光纤和非放大光纤中选择每个辅助光纤(40、42)。2CN104185805A说明书1/8页优选使用微结构光纤转换光束强度的横向空间轮廓的装置技术领域[0001]本发明涉及一种用于转换光束的强度的横向空间轮廓的装置。[0002]其可应用于光纤激光系统领域中，并且特别允许高斯光束无损地变形为扁平(所谓的顶帽)光束或者环形光束，用于例如标记和焊接的激光微加工，或者用于需要在光和生物组织之间相互作用的医疗应用。背景技术[0003]激光束的强度轮廓从高斯形状至任何其它形状的转换通常在自由空间中进行：[0004]–要么根据光束孔径作用技术通过使用掩膜或者隔膜系统修正振幅。[0005]–要么根据场映射技术通过使用衍射或折射元件调制空间相位。[0006]在非相干光束的情况中使用构成波束积分器的均化元件。[0007]为了在紧凑和易于校准方面从光纤提供的优点中获益，已经开发出使用高度多模光纤来均化光束的技术。[0008]扁平的基模光纤是已知的。在此问题上