[发明专利]旋转光束对称器

说明书

一种光学装置，可以包括偏振分离器，以将单向旋转光束分成具有第一偏振状态的第一旋转光束和具有第二偏振状态的第二旋转光束。单向旋转光束和第二旋转光束可以具有在第一空间旋转方向上的光功率。光学装置可以包括反射元件，以与导致第一旋转光束的光功率具有第二空间旋转方向相关联地反转第一旋转光束的奇偶性。光学装置可包括偏振组合器，以在第一旋转光束的奇偶性反转之后，将第一旋转光束和第二旋转光束组合以产生具有第一偏振状态和第二偏振状态的双向旋转光束。

技术领域

本公开涉及一种与提供旋转光束相关的光学装置，并且更具体地，涉及一种用于提供双向旋转光束的光学装置，该双向旋转光束具有第一空间旋转方向的光功率和第二空间旋转方向的光功率。

背景技术

光束的光束轮廓对与使用该光束执行的材料处理相关的处理性能具有显著影响。例如，具有环形光束轮廓的光束可以实现改进的金属切割、焊接和/或其他类型的沿着表面扫描光束的材料处理。在某些情况下，可以在光纤中产生具有环形光束形状的光束(即，没有任何自由空间光学器件)。在这样的情况下，所产生的光束可以是旋转光束(即，沿螺旋方向在光纤中传播的光束)，其提供在离开光纤之后具有环形光束形状的光束。可以保持光束的旋转特性(例如，当光束离开光纤时)，使得从光纤投射到工件上的激光点例如显示出具有尖锐的边缘和高束质量的环形光束轮廓。因此，可以产生具有环形光束形状的光束，从而促进改进的材料处理。

发明内容

根据一些可能的实施方式，光学装置可以包括偏振分离器，以将单向旋转光束分成具有第一偏振状态的第一旋转光束和具有第二偏振状态的第二旋转光束，其中，单向旋转光束和第二旋转光束具有在第一空间旋转方向上的光功率；反射元件，与导致第一旋转光束的光功率具有第二空间旋转方向相关联地反转第一旋转光束的奇偶性，其中第二空间旋转方向是与第一空间旋转方向相反的空间旋转方向；以及偏振组合器，以在反转第一旋转光束的奇偶性之后，组合第一旋转光束和第二旋转光束，以产生具有第一偏振状态和第二偏振状态的双向旋转光束，其中，双向旋转光束具有在第一空间旋转方向上的光功率和在第二空间旋转方向上的光功率。

根据一些可能的实施方式，一种方法可以包括将单向旋转光束分成具有第一偏振状态的第一旋转光束和具有第二偏振状态的第二旋转光束，其中该单向旋转光束和第二旋转光束具有在第一空间旋转方向上的光功率；使所述第一旋转光束的光功率具有第二空间旋转方向，所述第二空间旋转方向为与所述第一空间旋转方向相反的空间旋转方向；以及在使第一旋转光束的光功率具有第二空间旋转方向之后，组合第一旋转光束和第二旋转光束，以产生双向旋转光束，其中，双向旋转光束具有第一偏振状态和第二偏振状态二者，并且其中双向旋转光束具有在第一空间旋转方向上的光功率和在第二空间旋转方向上的光功率。

根据一些可能的实施方式，一种系统可以包括光学输入，以接收具有在第一空间旋转方向上的光功率的输入旋转光束；分离器，以将输入旋转光束分成第一旋转光束和第二旋转光束，其中第一旋转光束具有第一线性偏振状态，第二旋转光束具有第二线性偏振状态和在第一空间旋转方向上的光功率，其中第一线性偏振状态和第二线性偏振状态为正交线性偏振状态；一组反射器，以使第一旋转光束的光功率具有第二空间旋转方向，其中第二空间旋转方向是与第一空间旋转方向相反的空间旋转方向；以及组合器，以接收第一旋转光束和第二旋转光束并输出输出旋转光束，其中输出旋转光束具有第一线性偏振状态和第二线性偏振状态，并且其中输出旋转光束具有在第一空间旋转方向上的光功率和在第二空间旋转方向上的光功率。

附图说明

图1A是示出激光束切割工件的示例的图；

图1B是在使用单向旋转光束进行材料处理的情况下的不同切割表面相互作用的图示；

图2是如本文所述的能够将单向旋转光束转换为双向旋转光束的旋转光束对称器的示例实施方式的图；

图3包括与示出双向旋转光束的各部分之间的空间偏移相关的图；