光束整形多模光纤制造技术

本实用新型专利技术实施例提供了一种光束整形多模光纤，包括：纤芯区域和包层区域；所述纤芯区域内包括至少两个预设区域，所述预设区域的折射率小于所述纤芯区域内除所述预设区域外的其他区域的折射率；所述其他区域的折射率大于所述包层区域的折射率。通过光束整形多模光纤可以对光束进行整形，获得能量均匀分布的平顶光斑，大幅度提高加工精度，采用光束整形多模光纤进行光束平顶化，使输出的光斑能量更加均匀，避免了复杂的元件调节步骤，可以广泛适用于焊接、切割等对光斑能量分布均匀性要求较高的应用场景。

【技术实现步骤摘要】
光束整形多模光纤
本技术涉及光通信
，更具体地，涉及光束整形多模光纤。
技术介绍
光纤激光器具有功率高、结构紧凑、易于光纤耦合等特点，已成为工业加工的重要方式。迄今为止，国内外研究人员对高功率光纤激光器进行大量的研究，已覆盖重工业及制造业、汽车加工、航天、航空、半导体与消费电子、医疗器械等加工领域。光纤激光器输出光束通常为单模高斯光束，具有能量分布不均匀的特点，影响激光加工质量。将高斯光束进行光束整形，转换为强度均匀分布的平顶光束是提高加工质量的重要因素。传统的高斯光束整形方法中，双折射透镜组、二元光学元件等光学系统较为复杂。采用光纤直接与光纤激光器耦合，在高斯光束平顶化整形方面具有巨大的发展前景。采用光子晶体光纤可对光束进行整形，但光子晶体光纤的几何结构及加工工艺较为复杂。因此，现需提供一种光束整形多模光纤。
技术实现思路
为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本技术实施例提供了一种光束整形多模光纤。本技术实施例提供了一种光束整形多模光纤，包括：纤芯区域和包层区域；所述纤芯区域内包括至少两个预设区域，所述预设区域的折射率小于所述纤芯区域内除所述预设区域外的其他区域的折射率；所述其他区域的折射率大于所述包层区域的折射率。优选地，所述预设区域内掺杂有氟或硼中的至少一种元素。优选地，所述预设区域均匀分布在所述纤芯区域内。优选地，所述其他区域内掺杂有锗、钛、锆、铝或磷中的至少一种元素。优选地，所述纤芯区域的直径为20-400μm。r>优选地，所述包层区域的直径为200-500μm。本技术实施例提供的一种光束整形多模光纤，包括：纤芯区域和包层区域；所述纤芯区域内包括至少两个预设区域，所述预设区域的折射率小于所述纤芯区域内除所述预设区域外的其他区域的折射率；所述其他区域的折射率大于所述包层区域的折射率。通过光束整形多模光纤可以对光束进行整形，获得能量均匀分布的平顶光斑，大幅度提高加工精度，采用光束整形多模光纤进行光束平顶化，使输出的光斑能量更加均匀，避免了复杂的元件调节步骤，可以广泛适用于焊接、切割等对光斑能量分布均匀性要求较高的应用场景。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的一种光束整形多模光纤的截面示意图；图2为本技术实施例提供的一种光束整形多模光纤的纤芯区域的折射率分布示意图；图3为本技术实施例提供的一种光束整形多模光纤的截面示意图；图4为本技术实施例提供的一种光束整形多模光纤的截面示意图；图5为本技术实施例提供的一种光束整形多模光纤的截面示意图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在本技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。如图1所示，为本技术实施例提供的一种光束整形多模光纤的截面示意图，包括：纤芯区域1和包层区域2；所述纤芯区域1内包括至少两个预设区域3，所述预设区域3的折射率小于所述纤芯区域1内除所述预设区域外的其他区域4的折射率；所述其他区域4的折射率大于所述包层区域2的折射率。具体地，本技术实施例中提供的光束整形多模光纤包括纤芯区域1和包层区域2，在包层区域2的外侧还包括涂覆层区域，在图1中未示出。在纤芯区域1内包括两部分，一部分是预设区域3，另一部分是除预设区域3外的其他区域4。其中，其他区域与常规光纤的纤芯区域相同，包层区域与常规光纤的包层区域也相同。预设区域3的折射率n3小于其他区域4的折射率n4，其他区域4的折射率n4大于包层区域的折射率。例如n3具体可以取值为1.455，n4具体可以取值为1.46，包层区域2的折射率可以取值为1.455。在纤芯区域1内，存在至少两个预设区域3，图1中仅以纤芯区域1内存在两个预设区域为例进行说明。这两个预设区域在纤芯区域1内的位置根据需要进行设置，需要保证的是，在预设区域3与包层区域2之间存在其他区域4。若图1红的两个预设区域沿纤芯区域的中心轴线对称排列，且两个预设区域处于同一个直径上。则纤芯区域的折射率分布如图2所示，图2中以被动光纤截面中的中心轴线为原点，两个预设区域所处直径上任一位置到原点的距离为横坐标，折射率为纵坐标，r4为纤芯区域的半径，Δr为预设区域的直径。预设区域的直径具体取值可以根据需要进行设定，本技术实施例中对此不作具体限定。如图3所示，为本技术实施例中提供的光束整形多模光纤的截面示意图，图3中纤芯区域1内存在三个预设区域。本技术实施例中提供的光束整形多模光纤，光束整形多模光纤在进行光束整形时，主要通过传输过程中激发的各阶模式相互叠加获得光束匀化。将中心峰值功率较高部分的光束通过纤芯区域内低折射率的预设区域，光束则向外传输，加快光束匀化的速度。通过光束整形多模光纤可以对光束进行整形，获得能量均匀分布的平顶光斑，大幅度提高加工精度，采用光束整形多模光纤进行光束平顶化，使输出的光斑能量更加均匀，避免了复杂的元件调节步骤，可以广泛适用于焊接、切割等对光斑能量分布均匀性要求较高的应用场景。在上述实施例的基础上，本技术实施例中提供的光束整形多模光纤，所述预设区域内掺杂有氟或硼中的至少一种元素。具体地，本技术实施例中，为使纤芯区域内预设区域的折射率小于其他区域的折射率，可以在预设区域内掺杂氟和/或硼，使预设区域的折射率减小至小于其他区域的折射率。在上述实施例的基础上，本技术实施例中提供的光束整形多模光纤，所述预设区域均匀分布在所述纤芯区域内。具体地，本技术实施例中，为进一步保证经光束整形多模光纤输出的光束的能量更加均匀，可以使预设区域均匀分布在纤芯区域内，如图4所示，其中的纤芯区域内包括三个预设区域，且这三个预设区域均匀分布。如图5所示，其中的纤芯区域内包括四个预设区域，且这四个预设区域均匀分布，对角线上的两个预设区域在同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光束整形多模光纤，其特征在于，包括：纤芯区域和包层区域；/n所述纤芯区域内包括至少两个预设区域，所述预设区域的折射率小于所述纤芯区域内除所述预设区域外的其他区域的折射率；/n所述其他区域的折射率大于所述包层区域的折射率。/n

【技术特征摘要】
1.一种光束整形多模光纤，其特征在于，包括：纤芯区域和包层区域；
所述纤芯区域内包括至少两个预设区域，所述预设区域的折射率小于所述纤芯区域内除所述预设区域外的其他区域的折射率；
所述其他区域的折射率大于所述包层区域的折射率。


2.根据权利要求1所述的光束整形多模光纤，其特征在于，所述预设区域内掺杂有氟或硼。


3.根据权利要求1所述的光束整形多模光...

【专利技术属性】
技术研发人员：施建宏，闫大鹏，李成，李莎，胡浩伟，王建明，陈明，
申请(专利权)人：武汉锐科光纤激光技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42