本公開總體上涉及一種光學(xué)設(shè)備，并且涉及一種用于控制光束的光學(xué)設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、光束的光束輪廓對使用光束的系統(tǒng)的系統(tǒng)性能有重大影響。例如，具有環(huán)形光束輪廓的光束、或環(huán)形光束可以實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)的優(yōu)越切割性能。然而，大多數(shù)光纖傳輸光束的光束輪廓相對簡單。例如，光束輪廓可以是低光束參數(shù)乘積(bpp)激光器(例如，小于或等于大約3毫米乘以毫弧度(mm-mrad)的bpp)的高斯或近高斯輪廓，其可以用于使用緊密聚焦光束來處理薄金屬片(例如，厚度小于或等于大約3mm的金屬片)。作為另一示例，光束輪廓可以是高bpp激光器(例如，大于大約3mm-mrad的bpp)的頂帽(有時(shí)稱為平頂)輪廓，其可以用于使用更大的光束來處理厚金屬片(例如，厚度大于大約3mm的金屬片)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、在一些實(shí)現(xiàn)中，一種光學(xué)設(shè)備包括第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件，其中第一光學(xué)元件是第一棱鏡，其中第二光學(xué)元件是第二棱鏡，其中光學(xué)設(shè)備被配置為接收光束并且輸出光束，第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件被配置為改變光束的光束形狀，使得光束在第一位置處具有第一形狀并且在第二位置處具有第二形狀。

2、在一些實(shí)現(xiàn)中，第一棱鏡和第二棱鏡是棱錐棱鏡。

3、在一些實(shí)現(xiàn)中，第二形狀是環(huán)形光束形狀，環(huán)形光束形狀具有閾值水平的邊緣銳度。

4、在一些實(shí)現(xiàn)中，第一光學(xué)元件或第二光學(xué)元件中的至少一項(xiàng)是可移動(dòng)的，以調(diào)節(jié)第二形狀。

5、在一些實(shí)現(xiàn)中，第一光學(xué)元件或第二光學(xué)元件中的至少一項(xiàng)是圍繞由光束在第一光學(xué)元件與第二光學(xué)元件之間形成的光束路徑的軸線可旋轉(zhuǎn)的。

6、在一些實(shí)現(xiàn)中，光學(xué)設(shè)備被配置為在第一位置處將光束分離成多個(gè)分量。

7、在一些實(shí)現(xiàn)中，一種光學(xué)系統(tǒng)包括用于準(zhǔn)直光束的準(zhǔn)直透鏡；用于聚焦光束的聚焦透鏡；以及用于對光束進(jìn)行整形的光學(xué)設(shè)備，光學(xué)設(shè)備設(shè)置在準(zhǔn)直透鏡與聚焦透鏡之間，光學(xué)設(shè)備包括：第一棱錐棱鏡和第二棱錐棱鏡，第一棱錐棱鏡和第二棱錐棱鏡被定位成使得光束在近場中具有第一光束形狀并且在遠(yuǎn)場中具有第二光束形狀。

8、在一些實(shí)現(xiàn)中，光學(xué)系統(tǒng)還包括：光學(xué)發(fā)射器，用于朝向準(zhǔn)直透鏡發(fā)射光束。

9、在一些實(shí)現(xiàn)中，光學(xué)系統(tǒng)還包括：過程線纜，用于從聚焦透鏡接收光束，并且朝向目標(biāo)引導(dǎo)光束。

10、在一些實(shí)現(xiàn)中，近場在過程線纜的輸入處，并且其中遠(yuǎn)場在過程線纜的輸出處。

11、在一些實(shí)現(xiàn)中，近場在過程線纜的輸入處，并且其中遠(yuǎn)場在目標(biāo)處，目標(biāo)在過程線纜外部并且與過程線纜的輸出對準(zhǔn)。

12、在一些實(shí)現(xiàn)中，在第一棱錐棱鏡和第二棱錐棱鏡的第一相對位置處，第一光束形狀是點(diǎn)光束形狀，并且第二光束形狀是環(huán)形光束形狀，并且其中在第一棱錐棱鏡和第二棱錐棱鏡的第二相對位置處，第一光束形狀是分離光束形狀，并且第二光束形狀是渦流模式光束形狀。

13、在一些實(shí)現(xiàn)中，光學(xué)系統(tǒng)被配置為輸出沿著整個(gè)輸出光束輪廓延伸的環(huán)形光束形狀。

14、在一些實(shí)現(xiàn)中，光學(xué)系統(tǒng)被配置為將光束輸出為具有環(huán)形光束形狀，環(huán)形光束形狀的邊緣陡峭度超過閾值邊緣陡峭度值。

15、在一些實(shí)現(xiàn)中，光學(xué)系統(tǒng)還包括：致動(dòng)組件，被配置為相對于由光束形成的光束路徑線性地移動(dòng)第一棱錐棱鏡或第二棱錐棱鏡中的至少一項(xiàng)。

16、在一些實(shí)現(xiàn)中，光學(xué)系統(tǒng)還包括：致動(dòng)組件，被配置為圍繞由光束形成的光束路徑的軸線旋轉(zhuǎn)地移動(dòng)第一棱錐棱鏡或第二棱錐棱鏡中的至少一項(xiàng)。

17、在一些實(shí)現(xiàn)中，一種方法包括由控制器將光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)的光學(xué)設(shè)備內(nèi)的第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件的相對位置設(shè)置為第一相對位置，其中第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件是棱錐棱鏡對，其中光學(xué)系統(tǒng)在相對位置被設(shè)置為第一相對位置的情況下，將光束輸出為具有第一光束形狀；以及由控制器將光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)的光學(xué)設(shè)備內(nèi)的第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件的相對位置調(diào)節(jié)為第二相對位置，其中光學(xué)系統(tǒng)在相對位置被設(shè)置為第二相對位置的情況下，將光束輸出為具有第二光束形狀。

18、在一些實(shí)現(xiàn)中，方法還包括：接收標(biāo)識(shí)第一光束形狀的反饋；并且其中將相對位置調(diào)節(jié)為第二相對位置包括：結(jié)合與反饋相關(guān)聯(lián)的控制信號，來將相對位置調(diào)節(jié)為第二相對位置。

19、在一些實(shí)現(xiàn)中，將相對位置調(diào)節(jié)為第二相對位置包括：平移或旋轉(zhuǎn)第一光學(xué)元件或第二光學(xué)元件中的至少一項(xiàng)。

20、在一些實(shí)現(xiàn)中，方法還包括：將光學(xué)設(shè)備耦合到光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)的光纖。

技術(shù)特征：

1.一種光學(xué)設(shè)備，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)設(shè)備，其中所述第一棱鏡和所述第二棱鏡是棱錐棱鏡。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)設(shè)備，其中所述第二形狀是環(huán)形光束形狀，所述環(huán)形光束形狀具有閾值水平的邊緣銳度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)設(shè)備，其中所述第一光學(xué)元件或所述第二光學(xué)元件中的至少一項(xiàng)是可移動(dòng)的，以調(diào)節(jié)所述第二形狀。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)設(shè)備，其中所述第一光學(xué)元件或所述第二光學(xué)元件中的至少一項(xiàng)是圍繞由所述光束在所述第一光學(xué)元件與所述第二光學(xué)元件之間形成的光束路徑的軸線可旋轉(zhuǎn)的。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)設(shè)備，其中所述光學(xué)設(shè)備被配置為在所述第一位置處將所述光束分離成多個(gè)分量。

7.一種光學(xué)系統(tǒng)，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)系統(tǒng)，還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)系統(tǒng)，還包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述近場在所述過程線纜的輸入處，并且

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述近場在所述過程線纜的輸入處，并且

12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中在所述第一棱錐棱鏡和所述第二棱錐棱鏡的第一相對位置處，所述第一光束形狀是點(diǎn)光束形狀，并且所述第二光束形狀是環(huán)形光束形狀，并且

13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述光學(xué)系統(tǒng)被配置為輸出沿著整個(gè)輸出光束輪廓延伸的環(huán)形光束形狀。

14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述光學(xué)系統(tǒng)被配置為將所述光束輸出為具有環(huán)形光束形狀，所述環(huán)形光束形狀的邊緣陡峭度超過閾值邊緣陡峭度值。

15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)系統(tǒng)，還包括：

16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)系統(tǒng)，還包括：

17.一種方法，包括：

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括：

19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中將所述相對位置調(diào)節(jié)為所述第二相對位置包括：

20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括：

技術(shù)總結(jié)
本公開涉及用于光束的光束控制。在一些實(shí)現(xiàn)中，一種光學(xué)設(shè)備可以包括第一光學(xué)元件，其中第一光學(xué)元件是第一棱鏡。光學(xué)設(shè)備可以包括第二光學(xué)元件，其中第二光學(xué)元件是第二棱鏡，并且其中光學(xué)設(shè)備被配置為接收光束并且輸出光束。第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件可以被配置為改變光束的光束形狀，使得光束在第一位置處具有第一形狀并且在第二位置處具有第二形狀。

技術(shù)研發(fā)人員：M·H·穆恩德爾,R·D·福爾哈伯
受保護(hù)的技術(shù)使用者：朗美通經(jīng)營有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2