用于改变光束特性的光纤耦合装置制造方法及图纸

本文公开了用于提供光束传送系统的方法、设备和系统，该光束传送系统包括光纤，该光纤包括：第一长度光纤，其包括第一RIP，该第一RIP被形成为能够通过扰动组件来修改光束的一个或多个光束特性，该扰动组件被设置为修改该一个或多个光束特性且耦合到第一长度光纤或与第一长度光纤成一体或是其组合；和第二长度光纤，其耦合到第一长度光纤并具有第二RIP，该第二RIP被形成为在一个或多个第一限制区域内保持由扰动组件修改的光束的一个或多个光束特性的至少一部分。光束传送系统可包括光学系统，该光学系统耦合到第二长度光纤且包括一个或多个自由空间光学器件，该光学器件被配置为接收和发送包含经修改的一个或多个光束特性的光束。

Fiber coupling device for changing beam characteristics

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于改变光束特性的光纤耦合装置相关申请的交叉引用本申请是2017年5月26日提交的美国专利申请No.15/607,399、2017年5月26日提交的美国专利申请No.15/607,410、2017年5月26日提交的美国专利申请No.15/607,411和2017年5月26日提交的专利合作条约申请PCT/US2017/034848的部分延续，这些申请都要求2016年9月29日提交的美国临时专利申请No.62/401,650的权益。所有这些申请的全部内容通过引用结合于此。
本公开涉及用于修改激光束特性的方法和设备。
技术介绍
激光束空间和发散度分布(“光束特性”)的控制在许多应用中都很重要。在许多传统的光学加工系统中，激光束经由光纤和从光纤接收光束的光学器件引导至工件。虽然从光纤接收光束的光学器件可以产生选定的光束特性，但是在不将显著的复杂性、成本、尺寸、重量、光损耗或其他不期望的特性引入光学系统的情况下，这种光束特性往往难以改变。通常，光束传送光纤输出端的光束特性是固定的，并且传送光纤下游的光学器件(例如，加工头)将光束转换成具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，包括：/n光束耦合器，所述光束耦合器被定位成接收输入光束并产生输出光束，其中，由所述光束耦合器限定的光学路径包括自由空间部分；以及/n可变光束特性(VBC)装置，所述可变光束特性装置包括输入光纤、扰动组件和输出光纤，所述输入光纤光学耦合到所述输出光纤，其中，所述扰动组件耦合到所述输入光纤和所述输出光纤中的至少一个，以修改从所述光束耦合器接收的所述输出光束的一个或多个光束特性，使得所述输出光纤传送经修改的光束，其中，所述输出光纤具有保持由所述扰动组件修改的所述一个或多个光束特性的至少一部分的折射率轮廓。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170526 US 15/607,410;20170526 US 15/607,399;20171.一种设备，包括：
光束耦合器，所述光束耦合器被定位成接收输入光束并产生输出光束，其中，由所述光束耦合器限定的光学路径包括自由空间部分；以及
可变光束特性(VBC)装置，所述可变光束特性装置包括输入光纤、扰动组件和输出光纤，所述输入光纤光学耦合到所述输出光纤，其中，所述扰动组件耦合到所述输入光纤和所述输出光纤中的至少一个，以修改从所述光束耦合器接收的所述输出光束的一个或多个光束特性，使得所述输出光纤传送经修改的光束，其中，所述输出光纤具有保持由所述扰动组件修改的所述一个或多个光束特性的至少一部分的折射率轮廓。


2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述输入光纤的折射率轮廓(RIP)不同于所述输出光纤的RIP。


3.根据权利要求1-2中的任一项所述的设备，其中，所述光束耦合器包括至少一个透镜，所述至少一个透镜被定位成将所述输出光束从所述光束耦合器引导至所述VBC装置的所述输入光纤。


4.根据权利要求1-3中的任一项所述的设备，其中，所述光束耦合器的所述至少一个透镜包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜被定位成接收非导向输入光束并将准直光束传送到所述第二透镜，所述第二透镜被定位成将所述准直光束聚焦到所述VBC装置的所述输入光纤。


5.根据权利要求1-4中的任一项所述的设备，其中，所述光束耦合器包括光纤-光纤耦合器(FFC)，所述光纤-光纤耦合器包括至少一个透镜，所述至少一个透镜被定位成接收来自光纤的光束并将所述光束从所述光纤引导至所述VBC装置的所述输入光纤。


6.根据权利要求1-5中的任一项所述的设备，其中，所述FFC的所述至少一个透镜包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜被定位成接收来自所述光纤的所述光束并将准直光束传送到所述第二透镜，所述第二透镜被定位成将所述准直光束聚焦到所述VBC装置的所述输入光纤。


7.根据权利要求1-6中的任一项所述的设备，其中，所述设备还包括光束传送光纤，所述光束传送光纤被耦合以将来自所述光束耦合器的所述输出光束提供给所述VBC装置的所述输入光纤，所述光束传送光纤具有与所述VBC装置的所述输入光纤的RIP不同的RIP。


8.根据权利要求1-7中的任一项所述的设备，其中，所述设备还包括光束传送光纤，所述光束传送光纤被耦合以将来自所述光束耦合器的所述输出光束提供给所述VBC装置的所述输入光纤，所述光束传送光纤具有与所述VBC装置的所述输入光纤的RIP不同的RIP。


9.根据权利要求1-8中的任一项所述的设备，其中，所述光束耦合器包括被定位成接收所述输出光束的光束传送光纤，其中，所述光束传送光纤被耦合到所述VBC装置的所述输入光纤。


10.根据权利要求1-9中的任一项所述的设备，其中，所述一个或多个光束特性包括光束直径、发散度分布、光束参数积(BPP)、强度分布、亮度、M2值、数值孔径(NA)、光强度、功率密度、径向光束位置、辐射率或光斑尺寸或者其任意组合。


11.一种方法，包括：
接收输入光束并允许所述输入光束作为非导向光束传播；
将传播的所述非导向光束耦合到具有第一RIP的第一长度光纤；
通过扰动所述第一长度光纤来修改耦合到所述第一长度光纤的所述光束的一个或多个光束特性；并且
将来...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·A·V·克莱尔，R·法罗，
申请(专利权)人：恩耐公司，
类型：发明
国别省市：美国;US