点环形激光输出光纤的制作方法

本发明涉及光纤，特别涉及一种点环形激光输出光纤。

背景技术：

1、点环形激光是一种特殊类型的激光输出，其特征在于光强分布呈现出一个中心亮区被一圈或多圈亮环环绕的形态。这种激光具有独特的光学性质，在多个领域有着重要的应用价值，例如在高功率激光加工领域中引入点环光斑，通过预热中心工作点周围的材料，可以实现抑制材料飞溅、预热缓冷、获得更好的加工效率、更好的加工质量等技术优势。

2、目前市场上实现点环形激光的技术途径主要通过使用包含光纤、准直透镜、圆点形光斑聚焦透镜、圆锥透镜和环形光斑聚焦透镜的光学系统来获得点环形激光。

3、然而，使用的圆点形光斑聚焦透镜、圆锥透镜和环形光斑聚焦透镜等光学元件加工非常复杂，价格昂贵，中心点光斑的单片透镜汇聚系统通常像差较大。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提出一种点环形激光输出光纤，旨在解决目前点环形激光加工过程复杂、制造成本较高的问题。

2、为实现上述目的，本发明提出一种点环形激光输出光纤，包括相连的第一光纤段和第二光纤段，所述第一光纤段包括折射部，所述折射部用于接收平行激光，并将平行激光折射入所述第二光纤段，所述第二光纤段包括纤芯以及包饶于所述纤芯外围的至少一个包层结构，所述包层结构包括由内向外依次套设的第一包层部和第二包层部，所述第一包层部的折射率小于所述第二包层部的折射率。

3、在一实施方式中，所述纤芯的折射率大于所述第一包层部的折射率。

4、在一实施方式中，所述第一光纤段还包括与所述纤芯对应设置的直通部，所述直通部用于供平行激光通过并射入所述纤芯，所述折射部包饶于所述直通部的外围。

5、在一实施方式中，所述折射部包括用于接收平行激光的第一折射块和用于输出折射激光的第二折射块，所述第一折射块和所述第二折射块相互贴合以形成贴合面，所述贴合面的外缘在平行激光射入方向上呈向内收敛设置。

6、在一实施方式中，所述第一折射块的折射率大于所述第二折射块的折射率。

7、在一实施方式中，所述第一折射块与所述直通部呈一体设置。

8、在一实施方式中，所述第一光纤段用于通入高斯光束。

9、在一实施方式中，所述直通部与所述纤芯呈一体设置。

10、在一实施方式中，所述第一光纤段与所述第二光纤段以熔接的方式相连。

11、在一实施方式中，所述第一包层部的材料包括掺氟石英，所述第二包层部的材料包括纯石英。

12、本发明的技术方案，通过设置所述第一光纤段，其中，第一光纤段包括用于接收平行激光，并将平行激光折射入所述第二光纤段的折射部，从而使得射入第一光纤段的平行激光至少部分倾斜射入所述第二光纤段中，为后续激光的全反射创造条件。通过设置所述第二光纤段，所述第二光纤段包括纤芯以及包饶于所述纤芯外围的至少一个包层结构，其中，所述纤芯用于直接通过激光，以构成点环形光斑的中心，所述包层结构由两个折射率不同的包层部构成，以使得激光最终在高折射率的包层部中反射，从而构成点环形光斑的环部，一个包层结构对应点环形光斑的一个环部，从而仅通过一根光纤实现了平行激光到点环形激光的转化。本方案通过合理设置光纤内部的结构和材料，利用全反射原理和折射原理，以一种结构简单的形式得到了点环形光斑，降低了点环形光斑的制造成本，提高了生产效率。

技术特征：

1.一种点环形激光输出光纤，其特征在于，包括相连的第一光纤段和第二光纤段，所述第一光纤段包括折射部，所述折射部用于接收平行激光，并将平行激光折射入所述第二光纤段，所述第二光纤段包括纤芯以及包饶于所述纤芯外围的至少一个包层结构，所述包层结构包括由内向外依次套设的第一包层部和第二包层部，所述第一包层部的折射率小于所述第二包层部的折射率。

2.如权利要求1所述的点环形激光输出光纤，其特征在于，所述纤芯的折射率大于所述第一包层部的折射率。

3.如权利要求1所述的点环形激光输出光纤，其特征在于，所述第一光纤段还包括与所述纤芯对应设置的直通部，所述直通部用于供平行激光通过并射入所述纤芯，所述折射部包饶于所述直通部的外围。

4.如权利要求3所述的点环形激光输出光纤，其特征在于，所述折射部包括用于接收平行激光的第一折射块和用于输出折射激光的第二折射块，所述第一折射块和所述第二折射块相互贴合以形成贴合面，所述贴合面的外缘在平行激光射入方向上呈向内收敛设置。

5.如权利要求4所述的点环形激光输出光纤，其特征在于，所述第一折射块的折射率大于所述第二折射块的折射率。

6.如权利要求4所述的点环形激光输出光纤，其特征在于，所述第一折射块与所述直通部呈一体设置。

7.如权利要求4所述的点环形激光输出光纤，其特征在于，所述第一光纤段用于通入高斯光束。

8.如权利要求3所述的点环形激光输出光纤，其特征在于，所述直通部与所述纤芯呈一体设置。

9.如权利要求1所述的点环形激光输出光纤，其特征在于，所述第一光纤段与所述第二光纤段以熔接的方式相连。

10.如权利要求1所述的点环形激光输出光纤，其特征在于，所述第一包层部的材料包括掺氟石英，所述第二包层部的材料包括纯石英。

技术总结
本发明公开了一种点环形激光输出光纤，涉及激光技术领域，其中，所述点环形激光输出光纤包括相连的第一光纤段和第二光纤段，所述第一光纤段包括折射部，所述折射部用于接收平行激光，并将平行激光折射入所述第二光纤段，所述第二光纤段包括纤芯以及包饶于所述纤芯外围的至少一个包层结构，所述包层结构包括由内向外依次套设的第一包层部和第二包层部，所述第一包层部的折射率小于所述第二包层部的折射率。本发明提供的技术方案，通过在纤芯外围设置至少一个包层结构，并且包层结构设置为两个折射率不同的包层部，使得折射后的激光在包层部中能够发生全反射，并从高折射率的包层部中射出，以一种结构简单的形式，实现了点环形光斑的生成。

技术研发人员：王太保,罗咏,扶俊伟,吴华安,康春磊,杨勇,周学慧
受保护的技术使用者：深圳泰德激光技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/16