用于毛发切割设备的切割组件的制作方法

本发明涉及一种用于毛发切割设备的切割组件，其适合于切割(例如，剃刮)受试者的身体上的毛发，并且特别涉及一种使用激光以切割或剃刮毛发的毛发切割设备。

背景技术

用于切割或剃刮受试者的身体上毛发的剃刮设备通常利用一个或多个刀片，当刀片在受试者的皮肤上移动时，上述刀片切割毛发。刀片在该设备内可以是静态的，例如在湿剃刀中，而在其他类型的设备中，例如电动剃须刀，一个或多个刀片元件能够被致动(例如，旋转或振动)以便产生切割动作。

然而，在wo2014/143670中已经提出了另一备选类型的剃刮设备，其利用激光。特别地，提供了一种激光光源，其被配置为生成激光，该激光具有选定的波长以预定发色团为目标，从而有效地切割毛干。光纤被定位于设备的剃刮部分上，其被定位成：在近端处接收来自激光光源的激光，将激光从近端朝向远端导引，并且当切割区域与毛发接触时，将光从光纤的切割区域发射出并朝向毛发。

技术实现要素：

为了实现良好的剃刮性能，一旦毛发与光纤之间建立初始接触，耦合到毛发中的光量应该足够高以有效地引发毛发的熔化/燃烧/切割。

普通的裸芯光纤具有消逝场，但强度通常不足以切割或熔化毛发。当毛发与芯接触时，妨碍全内反射并且光从芯被耦合到毛发。这种效应被称为受抑全内反射。然而，毛发与光纤芯之间接触的表面积相对较小，因此从光纤被传递到毛发的能量量也相对较小。所传递的能量量可能太低而无法引发熔化处理，并且光的出耦合仍然不足以引发毛发的熔化/燃烧/切割。

因此，需要一种毛发切割设备，其中改善了来自从光纤到毛发的光的耦合而传递到毛发的能量，以便提供更好的切割(熔化)作用。

根据第一方面，提供了一种用于毛发切割设备的切割组件，该切割组件包括用于将光从光源引导到切割元件的光导元件，其中切割元件包括用于接收来自光源的光的光学波导，其中光学波导的侧壁的一部分形成用于接触毛发的切割面；并且其中光导元件包括锥形过渡段，在所述锥形过渡段中光导元件的直径从第一直径减小到第二直径。

通过使用锥形减小光导元件中的光学波导的直径，波导的数值孔径增加，从而增加波导内的反射次数，并因此增加能够从光学波导到周围介质(诸如毛发)出耦合的光量。此外，通过增加光学波导的数值孔径，从光学波导的侧壁所生成的渐逝波的相对穿透深度增加，从而增加来自波导并进入周围介质(例如毛发)的光的出耦合的量。

在一些实施例中，第一直径和第二直径可以被选择为使得传播通过切割元件的光具有如下入射角，该入射角为或接近由切割元件所支持的最大角度。在备选实施例中，第一直径和第二直径可以被选择为使得传播通过切割元件的光具有超过由切割元件所支持的最大角度的入射角。

在一些实施例中，光导元件可包括光学波导的一部分。以这种方式，光导元件和切割元件可以由单个光学波导(诸如，单个光纤)形成。

锥形过渡段的长度可以被选择为，使得通过锥形过渡段中的光导元件的壁耦合出的光量最小化。在一些实施例中，锥形过渡段的长度可在约1mm至约10mm之间。

切割元件可以具有2mm至50mm之间的长度。

在一些实施例中，光导元件包括芯和围绕该芯的包层部分。

光导元件和切割元件中的至少一个元件可包括光纤。在一些实施例中，切割元件可包括石英线。

在一些实施例中，切割组件还可包括倒锥形过渡段，在倒锥形过渡段中光学波导的直径从第二直径增加到第一直径。

根据第二方面，提供了一种用于切割受试者身体上的毛发的毛发切割设备，该毛发切割设备包括用于生成与由毛发中的一个或多个发色团所吸收的波长相对应的一个或多个特定波长的光的光源；以及被耦合到光源以接收光的切割组件。该切割组件可包括上文所讨论的切割组件。

在一些实施例中，光源可包括用于生成激光的激光光源。

在一些实施例中，毛发切割设备还可包括：用于准直和/或聚焦由光源所生成的激光一个或多个光学元件。

在一些实施例中，毛发切割设备还可包括选自下组的至少一个部件，所述组包括：反射器、传感器、光聚集器、附加光源。至少一个部件可以被配置为作用于已经穿过切割元件的光。

根据第三方面，提供了一种用于切割受试者的身体上的毛发的毛发切割设备，该毛发切割设备包括用于生成以与由毛发中一个或多个发色团所吸收的波长相对应的一个或多个特定波长的光(例如，激光)的光源；用于将光从光源引导到切割元件的光导元件，其中切割元件包括被耦合到光源以接收激光的光学波导，其中光学波导的侧壁的一部分形成用于接触毛发的切割面；其中光导元件包括锥形段，在锥形段中光导元件的直径从光源侧直径减小到切割元件侧直径。

在一些实施例中，锥度比和速度接近由光纤包层到周围介质的折射率过渡所支持的极限。

在一些实施例中，锥度比和速度等于由光纤包层到周围介质的折射率过渡所支持的极限。

在一些实施例中，锥度比和速度略微超过由光纤包层到周围介质的折射率过渡所支持的极限。

在一些实施例中，当设备与干剃刮设备相当地使用时，周围介质可以是空气。

在备选实施例中，当设备与湿剃须刀相当地使用时，周围介质可以是水、凝胶、泡沫、或油基剃须添加剂。

在一些实施例中，毛发切割设备的光源可包括光纤尾纤激光二极管或以uv到绿色波长范围发射的任何其他类型的光源，即在370nm至550nm之间。

在更优选的实施例中，光源可以以400nm至470nm之间的紫色或蓝色波长发射。

在甚至更优选的实施例中，光源可以发射具有波长从405nm至465nm、或444nm至463nm之间、或450nm的光。

在包括光纤尾纤的实施例中，该光纤尾纤可以通过两个非球面透镜的组合被安装到激光二极管，以用于将光准直和聚焦到光纤近端。

在毛发切割设备的一些实施例中，光源与切割元件之间的光路可以容纳光学装置，以用于使光束变圆和/或以某种其他方式改变光束传播特性。

在一些备选实施例中，邻近激光二极管的光纤尖端可以被成形为特定曲率，或者邻近光纤尖端的侧面可以被角度抛光，使得从激光二极管所发射的光被直接耦合到光纤中而不需要附加的光学元件。

在一些另外的备选实施例中，光纤的近端可以被直接熔融到激光二极管芯片。在一些实施例中，邻近光纤尖端可以被涂覆以确保最小的反射损失。

在毛发切割设备的一些实施例中，其中捕获来自光源的光的光纤可以是阶跃折射率多模熔融二氧化硅光纤，具有的外部光纤直径为125um，以及芯直径为25um、50um、62um、100um、或105um。芯直径的选择可取决于激光二极管耦合的特性。也可以使用其他光纤包层和芯直径和/或掺杂策略。

在一些实施例中，其中捕获来自光源的光的光纤可具有na为0.1、0.2、0.22、0.27、或通常用于所有石英熔融二氧化硅光纤的任何其他工业标准值。在一些备选实施例中，光纤可以是塑料包层或tecs硬包层光纤，具有的na通常为0.39或类似。还想到光纤材料的其他选择。

在一些实施例中，切割元件的光学波导的远端可以被破坏或切割，或者包含一些反射增强装置，如光纤布拉格光栅(fibrebragggratings)。

在一些备选实施例中，切割元件的光学波导的远端可以包括具有合适的锥形长度的倒锥，倒锥将光纤恢复到其原始直径，之后光路可以包含反射器、光束收集器、或用于优化切割效率和/或检查光纤损坏的传输传感器。在这些实施例的一些中，锥形过渡长度在1至4mm的区间内。

附图说明

为了更好地理解本发明，以及为了更清楚地示出本发明是如何实现的，现在将仅通过示例的方式参考附图，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的毛发切割设备的框图；

图2是示出根据本发明的一个实施例的示例性毛发切割设备的不同视图的一对示意图；

图3是图示毛发折射率的曲线图；

图4是示出根据本发明的一个实施例的示例性毛发切割设备的光路的示意图；以及

图5是根据本发明实施例的切割组件的示意图。

具体实施方式

当毛发与光纤接触或非常邻近光纤被放置时，它可以与光纤周围的消逝场(evanescentfield)相互作用，从而使光从光纤被传递到毛发。备选地，消逝场可以与被放置在接触点处的毛发上或光纤上的任何液体或柔性固体材料相互作用，接触点利于光学耦合。为了确保有效切割，毛发与光纤周围的光场的相互作用应该确保显著的出耦合。光纤周围的消逝场主要取决于在光纤内以角度行进的光线，该角度接近被支持光纤模式的极限。这对于给定波长λ可以通过评估渐逝波方程来理解：

其中nfib和namb分别是光纤和环境介质的折射率，θ是光纤表面上的入射角。由于该入射角与光纤的数值孔径(na)成反比，因此该表达式可能被重写为根据波长所给出的相对穿透深度：

从中得出，通过确保光束的na等于光纤的最高导模na，使对于给定波长的相对穿透深度最大化。

本领域技术人员将意识到波导na的限制，也被称为最高导模na，由以下给出：

其中nco和ncl分别是芯和包层折射率。

在评估根据波长定义相对穿透深度的方程时，发明人观察到提供锥形段将提高切割元件的效率。使用锥形，增加所引导光束的na并且可以选择锥形比，使得它接近或等于由光纤所支持的最大na，有效地最大化消逝场的延伸并且随之最大化毛发内消逝场的相互作用深度。

发明人认识到，通过使用锥形段来增加光纤中光束的na可以提供穿透深度，否则可通过使用更强劲的激光源来实现穿透深度。通过允许在毛发切割设备中所使用不太强劲的激光源，不仅毛发切割设备的能量效率大大提高，而且还有助于毛发切割设备的整体安全性。

发明人进一步实现了在光导元件中应用锥形段以将光从光源引导到切割元件的另一个优点，因为它对光耦合到光纤芯中进行简化。在一个示例中，对于锥形光纤的情况，其中芯不存在或仅表示对整体光导性质的边际干扰，ncl实际上是周围介质的折射率，以及nco是光纤(包层)的折射率。假设在空气中熔融二氧化硅光纤，nco＝1.47并且ncl＝1，则最大导向模式na等于1.08。如本领域技术人员将领会的，由于na超过空气中折射率的限制，因此在这种高na下将光直接耦合到光纤中是不可行的。发明人进一步认识到，这也意味着，如果光纤断裂，光将仅以相对于表面法线达到90°的高角度部分地从断裂的光纤中逸出，而以高于1的na的所有光将在断裂的光纤尖端处反射。由于以高角度的出耦合归因于菲涅尔反射(fresnellreflections)非常低效，因此出耦合光的总功率非常低，并且由于出耦合的角度是2π球面度，因此在某个距离处的局部强度非常低，导致皮肤灼伤和眼睛损伤风险低至高光源功率。举例说明：na＝0.22光纤的功率安全限制相对于用于光束内观察的na＝1.08光纤的功率安全限值在相关的可见波长范围内分别为约60mw比7w。

发明人认识到，增加光束穿过光纤的na的进一步效果增加了入射在接触光纤的对象上的强度，诸如被放置与光纤接触的毛发本身。与以较低na行进通过相同光纤的光粒子相比，以较高na行进的光线将与每单位长度的光纤边缘具有更多的相互作用。作为一个示例，假设与光导的厚度相比毛发是相对大的对象，可以注意到单个光射线具有一定机会与毛发相互作用，由此，对于高na光，它的可能性更大，因为它将以更高的速率撞击光纤表面，有效地增加了相互作用的可能性(换而言之，有效地增加了毛发的吸收截面)。考虑到每根射线撞击毛发与光纤接触的区域，从光纤到毛发的出耦合效率决不会是100％，增加光纤内的反射次数将有效地增加入射到毛发上的亮度。

锥形段应具有足够的长度以限制光的损失并维持光纤扩展量(etendue)。在一些实施例中，锥形段的锥形过渡可以与长度成线性，或者在备选实施例中可以是绝热设计。还想到另外的备选锥形过渡备选方案。

如上所述，本发明提供了基于激光的剃刮设备的切割能力和效率的改进，例如如wo2014/143670中所描述。特别地，已经认识到，通过增加能够从切割元件耦合到毛发的光量，可以更快地引发切割或熔化毛发，从而导致更快速和有效的毛发切割体验。因此，减少了用户在他或她的皮肤的相同区域上重复使用剃刮设备的需要，一并减少了皮肤疼痛或刺激的风险。

应当领会，本发明适用于剃刮设备(例如，剃刀或电动剃须刀)，以及被用于切割毛发(例如，理发推子)的任何其他类型的设备，即使这些设备不需要旨在提供‘光剃刮’(即去除在皮肤水平处的毛发)。

图1是根据本发明的一个实施例的毛发切割设备100的框图。毛发切割设备100包括光源10(优选地，为激光光源)，以用于生成与由毛发中一种或多种发色团所吸收的波长相对应的一种或多种特定波长的光。由该光源10所发射的光被耦合到光导元件20中，该光导元件20将光引导朝向切割元件30。

图2示出了根据本发明一个示例性实施例的手持式剃刀形式的毛发切割设备100。该毛发切割设备100是用于切割(例如，剃刮)受试者身体上的毛发。受试者可以是人或动物。毛发可以是面部毛发(即，受试者脸上的毛发)，或者受试者头部或其身体其他部分(腿部、胸部等)上的毛发。

毛发切割设备100包括光导元件20和切割元件30，当毛发切割设备100在受试者的皮肤上被移动时，该毛发切割设备100使得毛发被切割。光导元件20和切割元件30是被布置在毛发切割设备100上的光学波导的一部分，使得光学波导的光轴(即，光通常沿其传播通过光学波导的线)一般地垂直于如下方向：当毛发切割设备100被移动穿过受试者的皮肤时，毛发切割设备100在该方向上移动使得毛发接触光学波导的侧壁(对应于光学波导的长边的侧壁)。在一些实施例中，光学波导是光纤，但是本领域技术人员将知道可以根据本发明所使用的其他类型的光学波导，诸如平板波导、条形波导或光子晶体波导。光纤可以包括芯，并且在一些实施例中还包括包层，该包层可以或可以不完全包围芯(例如，芯的一部分可以被暴露)。

光源10被设置在毛发切割设备100中，该光源10生成一个或多个特定波长的光。光源10经由光导元件20被光学耦合到切割元件30，使得由光源10所生成的光被耦合进到连到切割元件的光导元件中(并且特别地被耦合到光导的端部，使得光传播通过光学波导)。

光源10被配置为生成一种或多种特定波长的光，其可被用于切割或烧穿毛发。特别地，每个波长对应于由在毛发中发现的发色团所吸收的光的波长。众所周知，发色团是为分子提供其颜色的分子的一部分。因此，光将被发色团吸收并被转化成热量，热量将熔化或燃烧毛发或以其他方式破坏毛发分子中的键，并且正是这种熔化或燃烧提供了毛发切割设备100的切割动作。

合适的发色团可以被可由光源10所生成的激光作为目标，合适的发色团包括但不限于黑色素、角蛋白和水。可以被使用的合适波长的光包括但不限于选自以下范围的波长：380nm(纳米)至500nm、以及2500nm至3500nm。本领域技术人员将意识到由这些发色团所吸收的波长的光，并且因此光源10应该为此目的生成的特定波长的光，并且在本文中不提供进一步的细节。

在一些实施例中，光源10可以是用于生成激光的激光光源。

光源10可以被配置为生成多个波长的光(同时地或顺序地)，每个波长被选择为以不同类型的发色团为目标。这可以改进切割元件的切割动作，因为毛发中的多种类型的分子可以使用光来被烧掉。备选地，可以提供多个光源10，每个光源10生成相应波长的光，并且每个光源10可以经由相应的光导元件20被耦合到设备100中的多个切割元件30。

毛发切割设备100还包括控制毛发切割设备100的操作的控制单元35，并且特别地被连接到光源10，以控制光源10的激活和停用(并且在一些实施例中控制由光源10所生成的光的波长和/强度)。控制单元35可以响应于来自毛发切割设备100的用户的输入来激活和停用光源10。控制单元35可包括一个或多个处理器、处理单元、多核处理器、或被配置或被编程为控制毛发切割设备100的模块。

如上所述，图2示出了手持式湿剃刀形式的毛发切割设备100。图2示出了剃刀100的侧视图和仰视图。剃刀100包括用于受试者(或设备100的其他用户)用以持握的手柄45，以及包括切割元件30(光学波导/光纤)的头部55。如图所示，切割元件30沿着头部的边缘被布置，并且切割元件的一部分形成(或对应于)切割面65。切割面65是切割元件30的一部分，当毛发切割设备100被移动穿过受试者的皮肤时，该切割元件30旨在与毛发接触。光源10和控制单元35分别被示出为被合并到头部55和手柄45中，但是应当领会，这些部件在如图2所示的毛发切割设备100中的位置不是限制性的。同样可以领会的是，图2中所示的实施例仅仅是一个示例，并且本发明可以被并入或被用于包括如本文所描述的光学波导切割元件30的任何类型的毛发切割设备100中。

图3中的曲线图图示了毛发的折射率，其可以在以下的论文中找到：m.d.greenwell,a.willner,paull.kirk:humanhairstudies:iii.refractiveindexofcrownhair,31am.inst.crim.l.&criminology746(1940-1941)。曲线1是复合线，曲线2是表示高加索人的折射率的线，以及曲线3是表示非高加索人的折射率的线。因此，可以看出毛发的折射率(近似)在1.545至1.555之间，尽管个体之间会有变化。例如，上述论文还认识到毛发的折射率可以取决于受试者的性别，例如，女性毛发的折射率一般高于男性毛发的折射率。

众所周知，由于空气的折射率低于光学波导的折射率，光导元件20和切割元件30通过发生全内反射一起用作耦合来自光源10的光的波导。然而，如果具有高于光学波导的折射率的对象被放置与切割元件30接触，则全内反射“受抑”并且光可以从光学波导耦合到该对象中。因此，为了使光从光学波导的切割元件30部分被耦合到毛发中(以提供根据本发明的切割动作)，光学波导必须具有与在毛发与切割元件30接触的点处的毛发相同或比其更低的折射率。因此，光学波导必须具有与至少在切割元件的切割面65部分处的毛发相同或比其更低的折射率。优选地，切割面65处的光学波导的折射率与毛发的折射率相同，因为这提供了从光学波导到毛发的最佳光耦合。

因此，在一些实施例中，至少在切割元件30的切割面65处的光学波导的折射率等于或小于1.56。更优选地，至少在切割元件30的切割面65处的光学波导的折射率等于或小于1.55。由于折射率低于图3中所标识的折射率，所以甚至更优选地，至少在切割元件30的切割面65处的光学波导的折射率等于或小于1.54。

在一些实施例中，切割面14处的光学波导的折射率的下限可以是1.48、1.51、1.53或1.54。

所选择的光学波导的折射率的值的范围可以由先前段落中所阐述的上折射率边界和下折射率边界的任何组合来形成。

光学波导/光纤可以由任何合适的材料或材料的组合制成。例如，光学波导/光纤可以由二氧化硅、氟化物玻璃、磷酸盐玻璃、硫系玻璃和/或冕玻璃(诸如，bk7)组成或包括二氧化硅、氟化物玻璃、磷酸盐玻璃、硫系玻璃和/或冕玻璃。

图4是示出根据本发明的一个实施例的示例性毛发切割设备100的光路的示意图。毛发切割设备100包括被放置在光源壳体19中的光源10。光源10被光学地连接到光导元件20。在该实施例中，光导元件20是包层的石英光纤。光导元件20包括包层50和芯60。光导元件20具有圆形横截面。光导元件20包括锥形段40，在其中光导元件的光导部分60的直径减小，即锥形段40的光源侧的芯直径d1比切割元件侧的芯直径d2更大。光导元件20被光学地耦合到切割元件30。在该示例性实施例中，光导元件20和切割元件30由单个光纤制成。技术人员将领会这是优选的选择。也可以设想备选实施例，其中光导元件和切割元件是分离的模块。切割元件30包括区段70，在区段70中包层50被移除。在切割元件的末端，存在光收集器(lightdump)80。虚线指示光导元件20的锥形过渡段(锥形段)40的边界。

图4中所示的装置是毛发切割设备100的一部分，并且应当领会，为清楚起见，毛发切割设备可以包括未在图4中示出的其他部件。光导元件20和切割元件30一起形成切割组件，在一些实施例中，切割组件可以是毛发切割设备100的可拆卸或可更换的部分。

因此，一般地，在毛发切割设备中使用的切割组件可包括切割元件30和光导元件20。切割元件30包括用于接收来自光源10的光的光学波导。光学波导30的侧壁的一部分形成用于接触毛发的切割面。光导元件20用于将来自光源10的光引导到切割元件30。光导元件20包括锥形过渡段40，其中光导元件20的直径从第一直径d1减小到第二直径d2。

图5示出了根据一些实施例的切割组件200。切割组件200包括光导元件20和切割元件30。在该实施例中，光导元件20和切割元件30由光学波导形成。在一些实施例中，光学波导可以是光纤，诸如例如熔融二氧化硅光纤，但是在其他实施例中，可以采用备选的光学波导。如图4中那样，图5中的光导元件20包括锥形过渡段40(参考图4被称为“锥形段”)，这使得光学波导的直径从第一个直径d1减小到第二直径d2。如在图4中那样，图5中的虚线指示锥形过渡段40接合/成为光导元件20和切割元件30的位置。

光学波导的锥形过渡段40可以例如通过以受控方式加热和拉伸光学波导直到光学波导具有期望直径d1和d2并且锥形具有期望长度来形成。可以备选地采用在光学波导中产生锥形过渡段40的其他已知方法。

在一些实施例中，可以选择第一直径(即，锥形过渡段40的光源侧上的光学波导的直径)和第二直径(即，锥形过渡段40的切割元件侧上的光学波导的直径)，使得传播通过切割元件30的光(即，形成切割元件的光学波导/光纤的部分)具有如下的入射角，入射角为或接近由切割元件所支持的最大角度。在其他实施例中，选择第一直径和第二直径，使得传播通过切割元件30的光(即，形成切割元件的光学波导/光纤的部分)具有超过由切割元件所支持的最大角度的入射角。如上所述，以这种方式选择直径可以导致光从光学波导到周围介质(诸如，毛发)的出耦合增加。当光从光导元件20传播到切割元件30时，入射角(也可以被认为是光的数值孔径)增加。

为了改进光从切割元件30到毛发的耦合，可以以某种方式修改切割元件的切割面的一部分。在一些示例中，这种修改可以包括例如通过蚀刻去除光学波导的包层(如果存在)的一部分。这种修改如图4所示。

虽然在一些实施例中，光导元件20和切割元件30由单个光学波导形成，例如由单个光纤形成，但在其他实施例中，光导元件和切割元件可以由单独的光学波导形成，单独的光学波导能够例如使用已知的耦合装置被耦合在一起。以这种方式，切割组件的切割元件30可以被形成为可移除的部件，例如用于处理或通过备选的切割元件替换。切割元件30可更换的装置是有利的，因为优化的切割元件可以被并入到毛发切割设备100中，以用于执行该类型的剃刮或毛发切割，诸如干剃刮或湿剃刮。

如上所述，切割组件200的光学波导可包括光纤，例如阶跃折射率多模熔融二氧化硅光纤。根据一些实施例，光纤可具有约125微米(μm)的直径(即外部光纤直径)，并且可具有例如25μm、50μm、62μm、100μm、或105μm的芯直径。还可以使用具有其他总直径和芯直径的光纤，以及具有根据各种掺杂策略所掺杂的部分的光纤。光纤直径和芯直径可以根据光纤的所期望用途(例如，使用光纤的切割元件的类型)和/或光源与光学波导之间的耦合类型来选择。

用于形成光导元件20和切割元件30的光纤可以包括具有例如0.1、0.2、0.22、0.27或任何其他值(特别是工业标准值)的数值孔径(na)的光纤。在一些实施例中，光纤可包括石英熔融二氧化硅光纤，在其他实施例中，光纤可包括塑料包层或技术增强的包层二氧化硅(tecs)硬包层光纤。这种光纤可具有0.39或0.39左右的数值孔径。

在一些实施例中，光学波导可以由标准电信多模光纤形成，例如具有大约105μm的芯直径(d1)，125μm的总直径(即，包括包层)以及0.22的数值孔径。光纤可以逐渐变细到约25μm的直径(d2)。这种直径的递减导致光纤的数值孔径从0.22增加到1.1。1.1的数值孔径略微超过裸熔融二氧化硅对空气的数值孔径，因此，光传播通过光学波导以出耦合到周围介质(例如，空气或毛发)中的能力被增加到接近最大值。

可以选择锥形过渡段40的长度，使得在锥形过渡段期间通过光学波导的侧壁的光损失小。对于光学波导，具有：第一直径d1为105μm，第二直径d2为25μm，以及由于锥度而从0.22增加到1.1的数值孔径，锥形过渡段40可具有比2mm更长，并且优选地比4mm更长的长度。更一般地，锥形过渡段40的长度可以在约1mm至约10mm之间，并且更优选地，长度大于2mm或4mm。在一些实施例中，锥形过渡段40的长度可在约2mm至约6mm之间。在一些实施例中，锥形过渡可以是线性的(即，具有截头圆锥形状)，而在其他实施例中，锥形过渡段40可以具有一些其他形状。例如，在一些实施例中，锥形过渡段40的侧壁可以是弯曲的。

在一些实施例中，切割组件200可以被使用于湿剃刮环境中，其中水或凝胶可以被施加到被剃刮的受试者的身体，或者被施加到组件的切割元件30。在这样的实施例中，光学波导可以是锥形的，使得光学波导的切割元件30部分的直径d2为约45μm至50μm。在这些条件下，切割元件30的数值孔径不会像具有较小直径的光学波导那样高。然而，这种切割元件30的数值孔径足以提供从光学波导到周围介质的改进的光耦合。

如上所述，在一些实施例中，切割组件200的光导元件20和切割元件30可以由单个光纤形成。然而，在一些实施例中，切割组件200的一部分可包括单独的部件，诸如例如，一段裸石英线，其具有例如125μm的厚度。以这种方式，切割组件200可包括例如由光纤形成的一部分和由石英线形成的一部分。线可以使用已知的耦合技术(例如，拼接)被耦合到光纤，并且锥形过渡段40可以被形成在光纤中或石英线中。在一些实施例中，锥形过渡段40可以被形成在拼接处附近(例如，在几毫米内)，而在其他实施例中，锥形过渡段可以被形成在拼接处上。在使用石英线的实施例中，切割组件200的切割元件30形成石英线的一部分。裸石英线的使用提供了一个优点，在于它更具热机械稳定性，并且不存在与使光纤的芯逐渐变细相关联的传输损耗。

在一些实施例中，切割组件200还可包括倒锥形过渡段，其中光学波导的直径从第二直径d2增加到第一直径d1。倒锥形过渡段可被定位于切割元件30之后(即，下游)，使得在光已经传播通过光导元件20并通过切割元件之后，使得其穿过光学波导的倒锥形过渡段。当然，光学波导的数值孔径也由倒锥形过渡段改变(减小)。

再次参见图5，切割组件200和/或毛发切割设备100还可包括一个或多个源部件210。源组件210被耦合到光导元件20的“非锥形”端。在一些实施例中，源组件210可包括含有光源10的光源壳体19(如图4所示的示例)。在其他实施例中，源部件210可包括被定位于毛发切割设备100上的其他位置的光源10，并且不容纳在光源壳体19内。光源10可以包括激光光源(诸如激光二极管)，其可以使用已知的耦合装置(诸如，光纤尾纤)被耦合到光导元件20。激光二极管或其他光源可以被配置为发射具有在紫外(uv)到绿色范围波长的光，例如从约370nm至约550nm之间。在一些优选实施例中，光源可以被配置为发射具有范围在约400nm至约470nm之间波长的光。在一些更优选的实施例中，光源可以被配置为发射具有范围在约405nm至约465nm之间波长的光。在一些甚至更优选的实施例中，光源可以被配置为发射具有范围在约444nm至约463nm之间波长的光。最优选地，光源可以被配置为发射波长为450nm或约450nm的光。

源部件210还可包括一个或多个光学元件，以用于准直和/或聚焦由光源所生成的激光。在一些示例中，光学元件可包括一个或多个透镜，诸如非球面透镜。在其他示例中，光学元件可以包括一个或多个元件，以用于将来自光源10的光成形为圆形束，或者用于以其他方式改变或操纵从光源所发射的光的特性。备选地，光源10可以被直接耦合到光学波导，而不使用附加的光学元件。在这种情况下，光源10所耦合的光学波导的一端可以被抛光，或者直接与光源熔融。光学波导的末端可被涂覆有涂层，以便减少通过反射的损失。

切割组件200和/或毛发切割设备100还可以包括一个或多个端部部件220，归因于它们在切割组件的端部处的位置而被称为端部部件220。端部部件220可被定位于切割组件200的切割元件30之后(即，在切割组件的与源部件210相对的一端)，并且可以被定位于上文所提到的倒锥形过渡段之后。端部部件220可以包括被布置为接收并作用于穿过光学波导的光的部件。在一个示例中，端部部件220可以包括光收集器80(如图4所示的示例)，光收集器80被配置为接收已经穿过光学波导的光，并防止光被反射回光学波导中。在其他实施例中，端部部件220可以包括传感器，诸如光强度传感器，以用于测量已经穿过光学波导的光的强度。在一些实施例中，端部部件220可包括一个或多个反射器，以通过切割组件200将光反射回。

到目前为止，切割组件200的切割元件30已经被描述为由直的光学波导形成，诸如光纤或石英线。然而，在一些实施例中，切割元件30可根据其期望的功能成形。例如，切割元件30可以是弯曲的，以有利于从圆形表面切割毛发，或者在相对较小的区域中(如在耳朵或鼻子附近)切割毛发。备选地，切割元件30可以以任何适当的形状形成。此外，切割元件30或被用于切割毛发的切割元件的一部分的长度可根据其所期望的功能来选择。例如，切割元件30可具有在约2mm至50mm之间的长度。相对较短的切割元件30(例如具有在2mm和20mm之间的长度的切割元件)可以便于在相对较小的区域中切割或修剪毛发，或者需要高水平细节的区域，而相对较长的切割元件可以方便地在相对较大的区域中切割或修剪毛发。

切割组件200(特别是切割元件30)被安装到毛发切割设备100的方式也可以至少部分地基于毛发切割设备的预期目的或者特别是切割元件来选择。在一些实施例中，切割元件30可以被刚性地安装在毛发切割设备100上，使得切割元件在使用期间不会相对于毛发切割设备移动。在其他实施例中，切割元件30可以被柔性地安装，例如使用可移动的安装件，使得在使用中，切割元件能够相对于毛发切割设备100移动并且符合被剃刮表面的轮廓。

通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现对所公开实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个单元可以满足权利要求中所记载的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中所记载的某些措施的存粹事实并不表示这些措施的组合不能被用于获益。

权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。