DE102020111666A1

DE102020111666A1 - Laser-Srahlparameterprodukt-Anpassungen

Info

Publication number: DE102020111666A1
Application number: DE102020111666.7A
Authority: DE
Inventors: Detlev Wolff; Andrea Heuser
Original assignee: II VI Delaware Inc
Current assignee: II VI Delaware Inc
Priority date: 2019-04-29
Filing date: 2020-04-29
Publication date: 2020-10-29
Also published as: US10935720B2; CN111864526A; US20200341189A1

Abstract

Es werden Systeme, Apparate und Methoden zur Modifizierung eines Strahlparameterproduktes eines Laserstrahls beschrieben. Das modifizierte Strahlparameterprodukt kann die Anzahl der Anwendungen vergrößern, die mit einem gegebenen Laser mit seinem ursprünglichen Strahlparameterprodukt durchgeführt werden können. Durch die Vergrößerung des Strahlparameterprodukts eines Lasers kann ein Strahl mit anfänglich kleinem Strahlparameterprodukt zur Ausführung von Anwendungen verwendet werden, die ein größeres Strahlparameterprodukt erfordern. Der Strahl kann so modifiziert werden, dass Teile des Strahls unter verschiedenen Winkeln über eine oder mehrere nicht abbildende brechende optische Komponenten oder durch ein oder mehrere Faser-Bragg-Gitter umgelenkt werden.

Description

Technischer Bereich
Aspekte der Offenbarung beziehen sich auf die Anpassung des Strahlparameterproduktes eines Lasers, zur Erweiterung der Anzahl von Anwendungen, in denen der Laser eingesetzt werden kann.
Hintergrund
Hochleistungslaser sind in industriellen Fertigungs- und Bearbeitungsvorgängen weit verbreitet. Zu den Lasertypen gehören gasbasierte Laser (z.B. CO₂), Neodym (Nd) und Neodym-Yttrium-Aluminium-Granat (Nd:YAG) Laser, Mikrostrahl-Laser und Faserlaser. Industrielaser können zum Schneiden, Schweißen oder zur Anwendung von Wärmebehandlungen (einschließlich Beschichten und Härten) verwendet werden.
Ein Kontrollfaktor bei der Bestimmung der Anzahl der verschiedenen Anwendungen eines Industrielasers ist die Strahlqualität eines einzelnen Lasers. Die Strahlqualität kann als das Strahlparameterprodukt eines bestimmten Lasers definiert werden. Das Strahlparameterprodukt ist das Produkt aus dem Divergenzwinkel (Halbwinkel) eines Laserstrahls und dem Radius des Strahls an seiner engsten Stelle (der Strahltaille). Ein Strahl mit einem kleinen Strahlparameterprodukt kann als Strahl mit hoher Strahlqualität beschrieben werden. Das Strahlparameterprodukt ist bei Verwendung mit herkömmlichen Fokussierungsoptiken effektiv konstant. Während zum Beispiel die Fokussierung und Defokussierung eines bestimmten Strahls die Spotgröße in einer bestimmten Bildebene beeinflusst, ändert sich das zugrunde liegende Strahlparameterprodukt nicht mit dem Grad der Fokussierung.
Nach der Investition in ein Lasersystem, das in der Lage ist, einen Strahl mit hoher Leistung und hoher Qualität zu liefern (ein Strahl mit einem kleinen Strahlparameterprodukt), bleibt die Frage, wie dieses Lasersystem für weitere Anwendungen eingesetzt werden kann. Die Skalierung der Eingangsleistung kann eine Option sein. Ein Strahlparameterprodukt wird jedoch nicht notwendigerweise durch eine Verringerung der Leistung des Lasers verändert. Während ein Strahlparameterprodukt aufgrund einer möglichen thermischen Linse im Laserverstärkungsmedium bei einer Vergrößerung der Leistung leiden (sich vergrößern) kann, kann sich das Strahlparameterprodukt umgekehrt verbessern (sich verringern), wenn die Leistung verringert wird. Der Effekt ist, dass die Verringerung der Leistung eines Strahls auf ein Niveau, das für eine andere Anwendung (z.B. Schweißen oder sogar Beschichten, Löten oder Härten) geeignet ist, die Verwendung des Lasers aufgrund eines abnehmenden Strahlparameterproduktes ausschließen kann.
Kurzdarstellung
Die folgende Kurzdarstellung stellt eine vereinfachte Darstellung bestimmter Merkmale dar. Die Kurzdarstellung ist kein erschöpfender Überblick und dient nicht dazu, wichtige oder kritische Elemente zu identifizieren.
Es werden Systeme, Apparate und Methoden beschrieben, um ein Strahlparameterprodukt eines Lasers zu modifizieren. Das modifizierte Strahlparameterprodukt kann die Anzahl der Anwendungen vergrößern, die mit einem gegebenen Laser mit seinem ursprünglichen Strahlparameterprodukt durchgeführt werden können. Durch Vergrößerung des Strahlparameterproduktes eines Lasers kann ein Strahl mit einem anfänglich kleinen Strahlparameterprodukt so modifiziert werden, dass er zur Ausführung von Anwendungen, die nicht mit einem Strahl mit einem kleinen Strahlparameterprodukt verknüpft sind, ein größeres Strahlparameterprodukt aufweist. Eine oder mehrere nicht abbildende brechende Optiken können verwendet werden, um Teile des Strahls unter verschiedenen Winkeln umzulenken. Die umgelenkten Teile können die schmalste Strahltaille und das Strahlparameterprodukt vergrößern. Die nicht abbildenden brechenden Optiken können allein oder in Kombination mit zusätzlichen nicht abbildenden brechenden Optiken verwendet werden, um das Strahlparameterprodukt weiter zu vergrößern. Die eine oder die mehreren nicht abbildenden brechenden Optiken können in Kombination mit einem oder mehreren optischen Kopplern (z.B. können eine oder mehrere nicht abbildende brechende Optiken an einer Kopplung von zwei Lichtwellenleitern angeordnet sein) oder mit anderen optischen Komponenten verwendet werden.
Zusätzlich oder alternativ kann ein Faser-Bragg-Gitter verwendet werden, um zumindest einige Teile eines Strahls umzulenken, um die schmalste Strahltaille zu vergrößern, wodurch das Strahlparameterprodukt vergrößert wird. Das Faser-Bragg-Gitter kann beabstandete optische Komponenten enthalten, die in einem oder mehreren Winkeln relativ zur Mittellinie der Faser geneigt sein können. Zusätzlich oder alternativ kann das Faser-Bragg-Gitter unterschiedliche Abstände zwischen den optischen Komponenten aufweisen.
Die Komponenten zur Vergrößerung eines Strahlparameterproduktes können in einem Standalone-Lasersystem verwendet werden. Zusätzlich oder alternativ können die Komponenten zur Vergrößerung eines Strahlparameterproduktes in Kombination mit anderen Komponenten verwendet werden, um die Wahl zwischen verschiedenen Strahlqualitäten zur Durchführung verschiedener laserbasierter Anwendungen zu ermöglichen. Zusätzlich oder alternativ können die Komponenten die Kombination von Strahlen mit verschiedenen Strahlparameterprodukten zu einem zusammengesetzten Strahl umfassen.
Das Vorhergehende stellt eine vereinfachte Kurzdarstellung dar, um ein grundlegendes Verständnis der verschiedenen Teile der Offenbarung zu ermöglichen. Die Kurzdarstellung ist kein umfassender Überblick über die Offenbarung. Sie ist weder dazu gedacht, Schlüssel- oder kritische Elemente der Offenbarung zu identifizieren noch den Umfang der Offenbarung abzugrenzen. Die Kurzdarstellung stellt lediglich einige Konzepte der Offenbarung in vereinfachter Form als Auftakt zur nachfolgenden Beschreibung vor.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird exemplarisch beschrieben und ist nicht auf die begleitenden Figuren beschränkt, in denen gleichlautende Referenzzeichen auf ähnliche Elemente hinweisen, hierbei zeigen:

1 ein Beispiel für in einem Lasersystem verwendete faserbasierte Strahlparameterprodukt- Modifizierungen;
2A und 2B ein Beispiel für eine Strahlparameterprodukt-Modifizierung unter Verwendung einer nicht abbildenden brechenden optischen Komponente;
3A, 3B und 3C verschiedene Strahlbreiten entlang der Struktur in 2A;
4A, 4B und 4C Beispiele für Strahlparameterprodukt-Modifizierungen unter Verwendung mehrerer nicht abbildender brechender optischer Komponenten;
5 ein Beispiel für eine Strahlparameterprodukt-Modifizierung unter Verwendung eines Fiber-Bragg-Gitters;
6A, 6B und 6C verschiedene Strahlbreiten entlang der Struktur in 5;
7A, 7B, 7C und 7D Beispiele für das Fiber-Bragg-Gitter in 5;
8A, 8B und 8C verschiedene Strahlbreiten über eine Struktur mit einem Fiber-Bragg-Gitter;
9 ein Beispiel für ein Lasersystem mit wählbarem Strahlparameterprodukt, das auf verschiedene Kollimationsoptiken gerichtet ist; und
10 ein Beispiel für ein Lasersystem mit einem wählbaren Strahlparameterprodukt, das auf eine gemeinsame Kollimationsoptik gerichtet ist.

Detaillierte Beschreibung
Die begleitenden Zeichnungen, die einen Teil hiervon bilden, zeigen Beispiele für die Offenbarung. Es versteht sich von selbst, dass die in den Zeichnungen gezeigten und / oder hier besprochenen Beispiele nicht exklusiv sind und dass es weitere Beispiele dafür gibt, wie die Offenbarung ausgeführt werden kann.
Darüber hinaus dienen hier verwendete Phrasen und Begrifflichkeiten dem Zweck der Beschreibung und sollten nicht als einschränkend betrachtet werden. Vielmehr sollen die hier verwendeten Phrasen und Begriffe ihre weiteste Auslegung und Bedeutung erhalten.
Industrielle Lasersysteme werden für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, vom Schneiden über das Schweißen bis hin zu wärmebezogenen Anwendungen (einschließlich Beschichten und Härten). Einige industrielle Lasersysteme verwenden Multimode-Fasern, während andere Systeme Singlemode-Fasern verwenden. Unterschiedliche Eigenschaften von Laserstrahlen machen einige Strahlen für eine Anwendung geeignet, für eine andere jedoch nicht. Zum Beispiel erfordert die Anwendung zum Schneiden einen Laser mit einem kleinen Strahlparameterprodukt, während die Anwendung zum Beschichten und Härten einen Laser mit einem hohen Strahlparameterprodukt erfordert. Strahlen mit hoher Fluenz können in Industrien eingesetzt werden, die über die Laserbearbeitung hinausgehen. In der Elektronikindustrie können Anwendungen mit kleiner Fluenz beispielsweise das Ab-Isolieren von Drähten und das Schälen von Leiterplatten umfassen. In der medizinischen Industrie können Anwendungen mit kleiner Fluenz kosmetische Chirurgie und Haarentfernung umfassen, während Anwendungen mit hoher Fluenz Mikrokauterisation und Knochenschneiden umfassen können.
Es werden verschiedene Systeme und Methoden beschrieben, die das Strahlparameterprodukt für mindestens einen Teil eines Strahls von einem kleineren Niveau auf ein größeres Niveau vergrößern.
Laser mit kleinen Strahlparameterprodukten, die nur für Anwendungen mit hoher Fluenz (z.B. Schneiden, Punkt- oder Nahtschweißen oder Bohren) geeignet wären, können für Anwendungen mit kleiner Fluenz (z.B. Beschichten, Markieren, Oberflächenbehandlungen, Gravieren und dergleichen) eingesetzt werden. Der gesamte resultierende Strahl oder nur ein Teil des resultierenden Strahls kann ein größeres Strahlparameterprodukt aufweisen. Weiterhin kann ein ursprünglicher Strahl in zwei oder mehr Teile aufgeteilt werden, wobei mindestens einer der beiden Teile durch Vergrößerung seines Strahlparameterproduktes modifiziert wird.
1 zeigt ein Beispiel für faserbasierte Strahlparameterprodukt-Modifizierungen, die in einem Lasersystem verwendet werden. Das Lasersystem kann aus einer Laserquelle 101, Strahlparameterprodukt-Modifizierungskomponenten 105, Kollimationsoptik 106 und einem Werkstück 107 bestehen. Die Laserquelle 101 kann einen Laserstrahl erzeugen. Der Strahl kann über eine optische Faser 108 ausgegeben werden. Die Laserquelle 101 kann ein Gaslaser 102 (z.B. ein CO2-Laser), ein Kristalllaser 103 (z.B. ein Nd:YAG-Laser) und / oder ein Faserlaser 104 sein. Bei der optischen Faser 108 kann es sich um eine Monomode-Faser oder eine Multimode-Faser handeln. Zu Erklärungszwecken wird die optische Faser 108 mit Bezug auf eine Monomode-Faser beschrieben. Darüber hinaus können die hier beschriebenen optischen Fasern aus einer einzelnen Faser bestehen oder Kombinationen von Fasern mit einem oder mehreren Segmenten in Serie und / oder parallel sein.
Strahlqualitätsmodifizierungen können an einer Stelle zwischen der Laserquelle 101 und der Kollimationsoptik 106 durchgeführt werden. Die Strahlqualität kann definiert werden als das Strahlparameterprodukt BPP, das gleich der halben Strahldivergenz (gemessen im Fernfeld) multipliziert mit dem halben Strahldurchmesser (d.h. dem Radius) ist. Die Einheiten lauten mm mrad (Millimeter mal Milliradiant). Das BPP wird oft verwendet, um die Strahlqualität eines Laserstrahls zu spezifizieren: je größer das Strahlparameterprodukt, desto geringer ist die Strahlqualität. Das BPP quantifiziert, wie gut ein Strahl auf einen kleinen Spot fokussiert werden kann.
Änderungen des Strahlparameterproduktes können die Vergrößerung des Strahlparameterproduktes eines Strahls über eine oder mehrere Stufen umfassen. Zusätzlich oder alternativ können die Strahlparameterprodukt-Modifizierungen die Vergrößerung des Strahlparameterproduktes nur eines Teils des Strahls über eine oder mehrere Stufen umfassen. Der Strahl mit dem größeren Strahlparameterprodukt kann über eine Faser 109 an die Kollimationsoptik 106 ausgegeben werden. Der Strahl mit dem größeren Strahlparameterprodukt kann über die Kollimationsoptik 106 auf ein Werkstück 107 fokussiert werden. 1 zeigt einen Strahl 110 mit größerem Strahlparameterprodukt in durchgezogenen Linien, der von der Kollimationsoptik 106 ausgegeben wird. Ein minimaler Strahldurchmesser 111 des Strahls 110 mit dem größeren Strahlparameterprodukt wird durch den Querschnittsabstand des Strahls 110 mit dem größeren Strahlparameterprodukt beim Auftreffen auf das Werkstück 107 wiedergegeben. Zu Vergleichszwecken ist ein Strahl 112 mit kleinerem Strahlparameterprodukt (nicht modifiziert durch die Strahlparameterprodukt-Modifizierung 105 oder weniger modifiziert als der Strahl 110 mit dem größeren Strahlparameterprodukt) in gestrichelten Linien dargestellt. Ein minimaler Strahldurchmesser 113 für den Strahl 112 mit kleinerem Strahlparameterprodukt ist kleiner als der minimale Strahldurchmesser 111 für den Strahl 110 mit größerem Strahlparameterprodukt.
Der minimale Strahldurchmesser 111 des Strahls 110 ist größer als der minimale Strahldurchmesser 113 des Strahls 112. Während die Strahlen 110 und 112 die gleiche Leistung haben können, kann die Fluenz des Strahls 110 kleiner sein als die des Strahls 112. Dementsprechend ist der Strahl 112 möglicherweise nur für Anwendungen mit hoher Fluenz, einschließlich Schneiden, verwendbar, während der Strahl 110 möglicherweise besser für Anwendungen geeignet ist, die eine geringere Fluenz erfordern.
Die 2A und 2B zeigen ein Beispiel für Strahlparameterprodukt-Modifizierungen unter Verwendung nicht abbildender brechender Optiken. 2A umfasst einen Strahl 201 mit kleinerem Strahlparameterprodukt in einem Kern 202a, der von einer Mantelschicht 202b umgeben ist. Der Kern 202a und die Mantelschicht 202b können zusammen eine Monomode-Faser 203 bilden. 2A kann auch eine Multimode-Faser 204 mit einer Mantelschicht 205 und einem Kern 206 umfassen. Zwischen dem Kern 202a der Monomode-Faser 203 und dem Kern 206 der Multimode-Faser 204 kann sich eine nicht abbildende brechende optische Komponente 207 befinden. Die nicht abbildende brechende optische Komponente kann ein optisches Element mit einer brechenden Oberfläche sein, die Teile eines einfallenden Strahls in verschiedene Richtungen bricht. Die verschiedenen Richtungen können gleiche oder unterschiedliche Beträge eines Brechungswinkels haben (z.B. Grad θ). Die verschiedenen Richtungen können die gleiche Brechungsrichtung oder unterschiedliche Brechungsrichtungen relativ zu einer Winkeldrehung um die Mittelachse der Faser haben. In 2A ist die nicht abbildende brechende optische Komponente 207 als Teil der Monomode-Faser 203 dargestellt. Zusätzlich oder alternativ kann sich die nicht abbildende brechende optische Komponente 207 in der Multimode-Faser 204 oder zwischen der Monomode-Faser 203 und der Multimode-Faser 204 befinden (z.B. in einem Koppler oder einer zusätzlichen Monomode-/Multimode-Faser). Zusätzlich oder alternativ kann die nicht abbildende brechende optische Komponente 207 teilweise in der Monomode-Faser 203 und teilweise in der Multimode-Faser 204 enthalten sein.
2B zeigt eine vergrößerte Ansicht der nicht abbildenden brechenden optischen Komponente 207. Die nicht abbildende brechende optische Komponente 207 besteht aus einer planaren Oberfläche 208 und einer brechenden Oberfläche 209. Der durch die planare Oberfläche 208 eintretende Strahl 201, wird gebrochen, während er die brechende Oberfläche 209 verlässt. Teile des durch die brechende Oberfläche 209 gebrochenen Lichts werden durch Strahlen 210 dargestellt. Die nicht abbildende brechende optische Komponente 207 ist ein Beispiel für nicht abbildende Optik. Nicht abbildende Optiken verändern die Beziehungen zwischen benachbarten Punkten. Im Gegensatz dazu verändern abbildende Optiken (über ein ganzes Lichtfeld) benachbarte Punkte relativ zueinander nicht. Dementsprechend sind abbildende Optiken in der Lage, ein Bild in einer Bildebene zu erzeugen, das eine Quelle in einer Objektebene nachbildet. Mit anderen Worten sind abbildende Optiken (die ein ganzes Lichtfeld überspannen) im Allgemeinen nicht dafür bekannt, allein ein Strahlparameterprodukt zu verändern.
Ein oder mehrere Abschnitte der nicht-abbildenden brechenden optischen Komponente 207 brechen Teile des Strahls 201 mit größerem Strahlparameterprodukt in eine oder mehrere Richtungen, während andere Abschnitte andere Teile des Strahls 201 mit größerem Strahlparameterprodukt in andere Richtungen brechen. Die brechende Fläche 209 kann eine prismatische Fläche enthalten, die Teile des Strahls mit größerem Strahlparameterprodukt in Richtungen umlenkt, die jeder Facette der prismatischen Fläche entsprechen. Zusätzlich oder alternativ kann die nicht abbildende brechende optische Komponente 207 eine gebrochene Oberfläche als brechende Oberfläche 209 enthalten. Die brechende Oberfläche 209 kann Teile eines einfallenden Lichts in zufälligen oder pseudozufälligen Richtungen und / oder Winkeln brechen, die auf mindestens einer zufälligen oder pseudozufälligen Anordnung von Facetten basieren. Zusätzlich oder alternativ können die Facetten eine ähnliche Größe und Orientierung haben oder unterschiedliche Größen und / oder Orientierungen aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann die brechende Fläche 209 verwendet werden, um Teile des Strahls 201 mit größerem Strahlparameterprodukt in verschiedene Richtungen zu lenken. Zusätzlich oder alternativ kann die nicht abbildende brechende optische Komponente 207 mit abbildender Optik kombiniert werden, um einige Abbildungsvorgänge und gleichzeitig eine Mischung der Strahlanteile zu ermöglichen.
Die 3A, 3B und 3C zeigen verschiedene Strahlbreiten entlang der Struktur von 2A. 3A zeigt eine Schnittdarstellung von 2A an der gestrichelten Linie I-I. 3A zeigt eine Mantelschicht 301, die einen Kern 302 umgibt, wobei der Strahl 201 mit dem kleineren Strahlparameterprodukt der 2A eine kleine Spotgröße 303 aufweist. 3B zeigt eine Schnittdarstellung von 2A an der gestrichelten Linie II-II. 3B zeigt die Mantelschicht 301, einen größeren Kern 304 (z.B. einen Kern einer Multimode-Faser) und einen Strahl mit größerem Strahlparameterprodukt und einer größeren Spotgröße 305. 3C zeigt eine Schnittdarstellung von 2A an der gestrichelten Linie III-III. 3C zeigt die Mantelschicht 301, den größeren Kern 304 und den Strahl mit größerem Strahlparameterprodukt und einer Spotgröße von 306. Mit Entfernung der Schnittebene weg von der brechenden Fläche 209, nimmt die Strahlbreite zu, da die verschiedenen Strahlanteile, die durch die brechende Fläche 209 gebrochen werden, weiter propagieren können, bis sie die Grenzfläche Mantel 205/Kern 206 der Multimode-Faser 204 berühren.
Die 4A, 4B und 4C zeigen Beispiele für Strahlparameterprodukt-Modifizierungen unter Verwendung mehrerer nicht abbildender brechender optischer Komponenten. In 4A wird ein Strahl 401 mit kleinerem Strahlparameterprodukt von einem Monomode-Kern 402 zu einem Kern 405 einer Multimode-Faser 404 und zu einem anderen Kern 411 einer anderen Multimode-Faser 410 geleitet. Eine erste nicht abbildende brechende optische Komponente 403 kann sich zwischen dem Kern 402 und dem Kern 405 befinden, und eine zweite nicht abbildende brechende optische Komponente 409 kann sich zwischen dem Kern 405 und dem Kern 411 befinden. Der Einfachheit halber ist die Mantelschicht um den Kern 402 nicht dargestellt.
Die Multimode-Faser 404 besteht aus dem Multimode-Kern 405, der von der Mantelschicht 406 umgeben ist. Eine Multimode-Faser 410 besteht aus dem Multimode-Kern 411, der von der Mantelschicht 412 umgeben ist. Die Mantelschichten 406 und 412 können verschiedene Mantelschichten oder eine gemeinsame Mantelschicht 415 sein. Die Mantelschichten 406 und 412 können den gleichen Durchmesser oder unterschiedliche Durchmesser haben.
Die nicht abbildende brechende optische Komponente 403 kann Teile des Strahls 401 durch eine Reihe von Winkeln brechen. In 4A ist der Winkelbereich als -θ (407) bis +θ (408) dargestellt. Dieser Bereich kann kontinuierlich sein oder in voreingestellte Winkelbrechungen quantisiert werden (z.B. um ±0,01 θ bis ±0,5 θ - andere voreingestellte Winkelbrechungen, die größer und kleiner als dieser Bereich sind, sind ebenfalls verwendbar). Die nicht abbildende brechende optische Komponente 409 kann den gleichen Brechungsgrad enthalten (z.B. über einen Winkelbereich von -θ bis +θ). Da Strahlanteile von der ersten nicht abbildenden brechenden optischen Komponente 403 bereits in dem Bereich -θ bis +θ gebrochen sein können, kann die nicht abbildende brechende optische Komponente 409 diese Strahlanteile weiter brechen, was zu den Brechungen -2θ (413) bis +2θ (414) führt. Zusätzlich oder alternativ kann die nicht abbildende brechende optische Komponente 409 einen anderen Bereich von Brechungswinkeln haben, der die Strahlanteile von der nicht abbildenden brechenden optischen Komponente 403 in einem anderen Bereich (z.B. einen anderen Bereich als -θ bis +θ) brechen kann, was zu einem anderen resultierenden Bereich von Winkeln (z.B. einen anderen Bereich als -2θ bis +2θ) führt.
4B zeigt eine vergrößerte Ansicht der nicht abbildenden brechenden optischen Komponente 403. Eine brechende Oberfläche 403a bietet einen Brechungsbereich von -θ bis +θ. 4C zeigt eine vergrößerte Ansicht der nicht abbildenden brechenden optischen Komponente 409. Eine brechende Oberfläche 409a bietet einen Brechungsbereich zwischen -2θ bis +2θ. Kombiniert man die nicht abbildenden brechenden optischen Komponenten 403 und 409, kann der Bereich der Brechungswinkel für Strahlteile unter Hinzufügung von Winkelbrechungen von -3θ bis +3θ reichen.
5 zeigt ein Beispiel für eine Strahlparameterprodukt-Modifizierung unter Verwendung eines Fiber-Bragg-Gitters. Der Strahl 501 mit größerem Strahlparameterprodukt kann mit einer Monomode-Faser 502 mit den Mantelschichten 505-507 und dem Kern 508 übertragen werden. Zwei oder mehrere der Mantelschichten 505-507 können kombiniert werden. Die Monomode-Faser 502 kann an eine Faser 503 oder an einen integrierten Teil davon angebracht werden. Die Faser 503 kann eine oder mehrere Mantelschichten 509-510, einen äußeren Kern 511 und einen inneren Kern 512 enthalten. Der innere Kern 512 kann ein Faser-Bragg-Gitter enthalten. Das Fiber-Bragg-Gitter kann einen oder mehrere Teile des Strahls 501 aus dem inneren Kern 512 in den äußeren Kern 511 leiten. Die Faser 503 kann mit einer Multimode-Faser 504 verbunden werden. Die Multimode-Faser 504 kann aus einer Mantelschicht 514 und einem Kern 515 bestehen und leitet einen resultierenden Strahl 516 weiter. Durch die Kopplung zwischen dem äußeren Kern 511 und dem Multimode-Kern 515 kann sich der Durchmesser des resultierenden Strahls 516 weiter ausdehnen. Die Richtungspfeile 517 und 518 sind relativ zum Fiber-Bragg-Gitter in der Faser 503 dargestellt. Die massiven Pfeile 517 in der Faser 503 können die effektive Ablenkung von Teilen des Strahls 501 in den äußeren Kern 511 darstellen. Die durch massive Pfeile dargestellten Strahlanteile können ein Ergebnis davon sein, dass das Fiber-Bragg-Gitter ein Langperiodengitter ist, bei dem die Strahlanteile der Pfeile 517 in der gleichen allgemeinen Richtung wie der Strahl 501 verlaufen. Zusätzlich oder alternativ kann das Fiber-Bragg-Gitter in Faser 503 Strahlanteile reflektieren, die durch gestrichelte Pfeile 518 dargestellt sind. Um die durch die gestrichelten Pfeile 518 dargestellten Strahlanteile in dieselbe Richtung des Strahls 501 umzulenken, kann die Faser 503 die Reflexionsschicht 519 enthalten. Zusätzlich oder alternativ kann je nach dem Brechungsindex der Mantelschicht 510 (z.B. so dass zumindest einige Wellenlängen als Kernschicht verwendet werden können) eine zusätzliche Reflexionsschicht 520 für die Mantelschicht 510 vorgesehen werden. Die Reflexionsschicht 519 (und die Reflexionsschicht 520, falls verwendet) kann eine reflektierende Oberfläche oder zwei oder mehr reflektierende Oberflächen sein. Die reflektierende Oberfläche oder die reflektierenden Oberflächen können plan, gekrümmt oder facettiert sein, ähnlich wie die brechende Oberfläche 209. Strahlanteile, die durch gestrichelte Pfeile 518 dargestellt sind, können durch die reflektierenden Oberflächen reflektiert werden, um die Strahlanteile in die Richtung der Faser 504 umzulenken.
Die 6A, 6B und 6C zeigen verschiedene Strahlbreiten entlang der Struktur von 5. 6A zeigt eine Schnittdarstellung von 5 an der gestrichelten Linie I-I. 6A zeigt die Mantelschichten 601-603 und einen Monomode-Kern 604. Ein Strahl 605 mit kleinerem Strahlparameterprodukt ist mit einem schmalen Durchmesser dargestellt. 6B zeigt eine Schnittdarstellung von 5 an der gestrichelten Linie II-II. 6B zeigt die Mantelschichten 601-602, den äußeren Kern 606 und den inneren Kern 607. Ein Teil des Strahls 605 mit kleinerem Strahlparameterprodukt ist mit dem gleichen Durchmesser wie der Strahl 605 in 6A dargestellt. Ein Strahl 608 ist als ein sich ausdehnender Durchmesserbereich im äußeren Kern 606 dargestellt. Der Strahl 608 ist darauf zurückzuführen, dass Teile des Strahls mit kleinerem Strahlparameterprodukt mit den Elementen des Fiber-Bragg-Gitters in 5 interagieren. 6C zeigt eine Schnittdarstellung von 5 an der gestrichelten Linie III-III. 6C zeigt eine Mantelschicht 601 und einen Multimode-Kern 602. Dargestellt ist ein Strahl 609 mit größerem Strahlparameterprodukt mit einem großen Strahldurchmesser. Der Strahl 609 mit größerem Strahlparameterprodukt kann eine Kombination eines Restanteils des Strahls 605 mit kleinerem Strahlparameterprodukt und des Strahls 608 sein (der aus dem Strahl 605 aufgrund von Wechselwirkungen mit dem Fiber-Bragg-Gitter aus 5 gebrochen wurde).
Die 7A, 7B, 7C und 7D zeigen Beispiele für das Fiber-Bragg-Gitter aus 5. 7A zeigt ein Fiber-Bragg-Gitter mit einem äußeren Kern 701 und einem inneren Kern 702. Die 7B-7D zeigen den inneren Kern 702, während der äußere Kern 701 nicht dargestellt ist. In 7A enthält das Fiber-Bragg-Gitter die Elemente 703 und 704, die mit einer Beabstandung A gleich weit voneinander entfernt sind. Zur Referenz: Der Brechungsindex für den äußeren Kern 701 ist n1, der Brechungsindex für den inneren Kern 702 und die Fiber-Bragg-Gitterteile 704 ist n2 und der Brechungsindex für die Fiber-Bragg-Gitterteile 703 ist n3. Sowohl feste als auch gestrichelte Pfeile sind in 7A dargestellt, um Strahlanteile darzustellen, die reflektiert (z.B. durch ein Fiber-Bragg-Gitter mit kürzerer Periode) oder gebrochen (z.B. durch ein Gitter mit langer Periode) werden. Abhängig von der Richtung der Strahlteile, die durch die Teile 703 und 704 modifiziert werden, können eine oder mehrere reflektierende Schichten 701a enthalten sein, um Strahlteile auf die rechte Seite von 7A umzulenken (z.B. in die allgemeine Richtung eines einfallenden Strahls im Kern 702). In 7B ist das Fiber-Bragg-Gitter gechirped. Über die Länge des Fiber-Bragg-Gitters haben die Elemente 705, 706, 707 und 708 eine größere Länge (entlang der Faserlänge). Zum Beispiel beträgt die Länge des Fiber-Bragg-Gitterelements 705 (in der Nähe des Anfangs des Fiber-Bragg-Gitters) A, während das Fiber-Bragg-Gitterelement 707 (in der Nähe des Endes des Fiber-Bragg-Gitters) A++ ist (was eine Länge größer als A+ und viel größer als A angibt). In 7C sind die Elemente 709 und 710 des Fiber-Bragg-Gitters relativ zur Längsrichtung des Fiber-Bragg-Gitters geneigt. Die Länge jedes Elements 709 und 710 sind im Allgemeinen gleich (z.B. A), während jedes Element 709 und 710 im Winkel α geneigt ist. Der Neigungswinkel α eines einzelnen Elements 709 oder 710 kann für alle Elemente der gleiche Winkel α sein oder in verschiedenen Winkeln variieren. 7D kombiniert sowohl das Chirping von 7B als auch die Neigung von 7C, was dazu führt, dass die Elemente 711, 712, 713 und 714 des Fiber-Bragg-Gitters über die Länge des Fiber-Bragg-Gitters an Länge zunehmen und relativ zur Länge des Fiber-Bragg-Gitters geneigt sind. Der Neigungswinkel α kann für alle Elemente einheitlich sein oder variieren.
Die 8A, 8B und 8C zeigen verschiedene Strahlbreiten über ein weiteres Beispiel von Fasern. Anstelle einer Monomode-Faser, die einen Strahl mit kleinerem Strahlparameterprodukt transportiert, zeigt 8A eine Multimode-Faser mit Mantel 801 und Multimode-Kern 802, die den Strahl mit kleinerem Strahlparameterprodukt transportiert. 8B zeigt die Ummantelung 801 und den Multimode-Kern 802 mit einem Teil des Strahls 803 mit kleinerem Strahlparameterprodukt und einem Strahl 804 mit größerem Strahlparameterprodukt. 8C zeigt eine Schnittdarstellung hinter der von 8B. In 8C hat sich die Strahlbreite des Strahls 804 mit größerem Strahlparameterprodukt weiter vergrößert.
9 zeigt ein Beispiel für ein Lasersystem mit wählbarem Strahlparameterprodukt, das auf verschiedene Kollimationsoptiken gerichtet ist. In 9 kann eine Laserquelle 901 unter Verwendung eines oder mehrerer Laser, einschließlich, aber nicht beschränkt auf einen Gaslaser 902, einen Kristalllaser 903 oder einen Faserlaser 904, einen Strahl mit kleinerem Strahlparameterprodukt erzeugen. Der Strahl mit kleinerem Strahlparameterprodukt kann über eine Single- oder Multimode-Faser 905 zur Strahlwegwahloptik 906 geleitet werden. Die Strahlwegwahloptik 906 (z.B. ein Schaltkoppler) kann eine oder mehrere optische Vorrichtungen umfassen, z.B. einen optischen Koppler, ein Prisma, einen Spiegel oder eine Linse oder Kombinationen aus zwei oder mehreren dieser Vorrichtungen. Als Beispiel wird eine Optik zur Strahlwegwahl mit einem Spiegel 906A gezeigt, der über den Aktuator 906B in den Strahlengang eines Strahls aus der Faser 905 hinein und aus diesem heraus bewegt werden kann. Der Spiegel 906A kann nur zwei Positionen haben (z.B. Lenkung des gesamten eingehenden Strahls auf einen von zwei Ausgängen der Strahlwegwahloptik 906). Zusätzlich oder alternativ kann der Spiegel 906A drei oder mehr Positionen haben, um weniger als den gesamten eingehenden Strahl auf einen Ausgang und den Rest auf einen anderen Ausgang zu lenken. Zum Beispiel kann der Spiegel 906A 11 Positionen haben, um zwischen 0% und 100% eines eingehenden Strahls in 10%-Schritten auf einen Ausgang zu lenken.
Der Spiegel 906A kann ein einziger, fester reflektierender Spiegel sein. Zusätzlich oder alternativ kann der Spiegel 906A eine Sammlung von teilreflektierenden Spiegeln mit unterschiedlichen Reflexionsgraden sein. Durch Wahl eines Spiegels aus der Spiegelkollektion 906A kann der einfallende Strahl aus der Faser 905 auf der Grundlage des Versilberungsgrades des ausgewählten Spiegels gelenkt werden. Die Verwendung von teilreflektierenden Spiegeln, um einen Teil des einfallenden Strahls zu lenken, kann mögliche Ausrichtungsprobleme zwischen dem einfallenden Strahl und einer Vorderkante des massiven Spiegels 906A verringern. Andere Spiegel, Prismen oder andere optische Komponenten können mit oder anstelle des Spiegels 906A und des Aktuators 906B verwendet werden, wie in 9 dargestellt. Ein erster Ausgang der Strahlwegwahloptik 906 kann den Strahl oder einen Teil des Strahls zur Faser 907 leiten. Ein zweiter Ausgang der Strahlwegwahloptik 906 kann den Strahl oder einen Teil des Strahls zur Faser 911 leiten.
Die Faser 907 kann mit der Kollimationsoptik 908 für einen Strahl mit kleinerem Strahlparameterprodukt verbunden werden. Die Kollimationsoptik 908 kann eine oder mehrere optische Vorrichtungen umfassen, z.B. einen optischen Koppler, ein Prisma, einen Spiegel oder eine Linse oder Kombinationen aus zwei oder mehreren dieser Vorrichtungen. Der Ausgangsstrahl kann über den Lichtwellenleiter 909 zum Werkstück 910 geleitet werden. Wenn ein Strahl mit größerem Strahlparameterprodukt (oder ein Teil des ausgewählten Strahls) an der Strahlwegwahloptik 906 ausgewählt wurde, kann das Strahlparameterprodukt des Strahls mit kleinerem Strahlparameterprodukt in der Faser 911 durch faserbasierte Strahlparameterprodukt-Modifizierung 912 vergrößert werden (was Strahlparameterprodukt-Modifizierung unter Verwendung einer oder mehrerer nicht abbildender brechender optischer Komponenten oder eines oder mehrerer Faser-Bragg-Gitter umfassen kann). Der resultierende Strahl mit größerem Strahlparameterprodukt kann über die Faser 913 zur Kollimationsoptik 914 geleitet werden. Die Kollimationsoptik 914 kann eine oder mehrere optische Vorrichtungen umfassen, z.B. einen optischen Koppler, ein Prisma, einen Spiegel oder eine Linse oder Kombinationen aus zwei oder mehreren dieser Vorrichtungen. Der resultierende, kollimierte Strahl mit größerem Strahlparameterprodukt kann über den Lichtwellenleiter 915 zum Werkstück 916 geleitet werden. Bei den Werkstücken 910 und 916 kann es sich um unterschiedliche Werkstücke oder um das gleiche Werkstück handeln, das zwischen den Standorten über das Bahn-/Platten-/Fördersystem 917 befördert wurde.
10 zeigt ein Beispiel eines Lasersystems mit wählbarem Strahlparameterprodukt, das auf eine Kollimationsoptik gerichtet ist. In 10 kann eine Laserquelle 1001 mit einem oder mehreren Lasern, einschließlich, aber nicht beschränkt auf einen Gaslaser 1002, einen Kristalllaser 1003 oder einen Faserlaser 1004, einen Strahl mit einem kleineren Strahlparameterprodukt erzeugen. Der Strahl mit kleinerem Strahlparameterprodukt kann über eine Monomode- oder Multimode-Faser 1005 zur Strahlwegwahloptik 1006 (z.B. ein Schaltkoppler, wie in 9 beschrieben, oder eine andere Anordnung) geleitet werden. Die Strahlwegwahloptik 1006 kann eine oder mehrere optische Vorrichtungen umfassen, z.B. einen optischen Koppler, ein Prisma, einen Spiegel oder eine Linse oder Kombinationen aus zwei oder mehreren dieser Vorrichtungen. Ein Strahl mit kleinerem Strahlparameterprodukt kann zur Kollimationsoptik 1008 zur Verwendung an einem Werkstück 1009 geleitet werden. Bei Wahl eines Strahls mit größerem Strahlparameterprodukt an der Strahlwegwahloptik 1006 kann ein Strahl 1010 mit kleinerem Strahlparameterprodukt hinsichtlich des Strahlparameterproduktes durch faserbasierte Strahlparameterprodukt-Modifizierungen 1011 vergrößert werden (was Strahlparameterprodukt-Modifizierungen unter Verwendung einer oder mehrerer nicht abbildender brechender optischer Komponenten oder eines oder mehrerer Faser-Bragg-Gitter umfassen kann). Der Strahl mit dem größeren Strahlparameterprodukt kann an die übliche Kollimationsoptik 1008 zur Verwendung auf dem Werkstück 1009 ausgegeben werden.
In einem Beispiel kann die Wahl eines Lasers mit kleinerem Strahlparameterprodukt oder eines Lasers mit größerem Strahlparameterprodukt über die Strahlwegwahloptik 1006 dazu führen, dass nur ein Strahl mit kleinerem Strahlparameterprodukt auf das Werkstück 1009 oder nur ein Strahl mit größerem Strahlparameterprodukt auf das Werkstück 1009 gerichtet wird. In einem anderen Beispiel kann die Strahlpfadwahloptik 1006 die Wahl eines Teils des Strahls mit kleinerem Strahlparameterprodukt ermöglichen, der auf die Kollimationsoptik 1008 gerichtet wird, während der verbleibende Teil auf die faserbasierten Strahlparameterprodukt-Modifizierungen 1011 gerichtet wird, was zu einem Strahl 1012 mit einem größeren Strahlparameterprodukt führt. Die Wahl des Verhältnisses eines Strahls mit kleinerem Strahlparameterprodukt zu einem Strahl mit größerem Strahlparameterprodukts kann z.B. durch Verwendung eines teilreflektierenden Spiegels oder Prismas oder einer Kombination oder anderer Komponenten erfolgen, um einen Teil des Lasers auf einen Ausgang zu richten, während der verbleibende Teil auf einen anderen Ausgang gerichtet wird, wie in Bezug auf 9 beschrieben. Darüber hinaus können mehrere Kombinationen wählbar sein, einschließlich z.B. drei Strahlabschnitte, von denen jeder ein anderes Strahlparameterprodukt aufweist. Die drei Strahlanteile können z.B. durch die Verwendung eines teilreflektierenden Spiegels oder Prismas oder einer Kombination oder anderer Komponenten aufgeteilt werden, um einen Teil des Lasers auf einen Ausgang zu lenken, während die verbleibenden Anteile erneut aufgeteilt werden, wobei jeder Anteil auf seinen eigenen Ausgang gelenkt wird. Außerdem kann die Strahlteilung gleichförmig oder wählbar sein, was zu unterschiedlichen Verhältnissen oder Anteilen für jeden der drei oder mehr Strahlen führt.
Die Kollimationsoptik 1008 kann die Strahlen 1007 und 1012 zu einem kollinearen Strahl kombinieren. Zusätzlich oder alternativ kann die Kollimationsoptik 1008 die Strahlen 1007 und 1012 auf einen Bereich des Werkstücks 1009 lenken, so dass die Strahlen einen gemeinsamen Bereich auf dem Werkstück 1009 bestrahlen. Außerdem kann die Bewegung des Werkstücks 1009 bei der Bestimmung der Positionen der Strahlen 1007 und 1012 berücksichtigt werden. So kann z.B. der Strahl 1007 mit kleinerem BPP dem Strahl 1012 mit größerem BPP vorausgehen, indem er einen bestimmten Bereich des Werkstücks 1009 bestrahlt, der relativ zur Kollimationsoptik 1008 bewegt wird. Zusätzlich oder alternativ kann der Strahl 1012 mit größeren BPP dem Strahl 1007 mit kleineren BPP vorausgehen. Außerdem können einer oder mehrere der Strahlen 1007 und 1012 weiter aufgeteilt und mit einem oder mehreren der anderen Strahlen (oder Teilen des anderen Strahls) überlagert werden.
Indem zwei oder mehr Strahlen auf ein einzelnes Werkstück gerichtet werden, wobei jeder Strahl ein anderes Strahlparameterprodukt hat, kann ein Temperaturgradient zwischen einem Strahl mit einem kleinen Strahlparameterprodukt und einem Strahl 1007 mit einem hohen Strahlparameterprodukt besser reguliert werden. Wenn zum Beispiel der Strahl mit dem kleinen Strahlparameterprodukt für einen Schweißvorgang verwendet wird, können die Kanten des Strahls einen scharfen Temperaturgradienten erzeugen. Um die Notwendigkeit einer zusätzlichen Bearbeitung des Schweißbereichs zu verringern, kann ein Strahl mit größerem BPP den Bereich um oder hinter dem Punkt bestrahlen, der vom Strahl mit kleinerem BPP bestrahlt wird.
Bei den verschiedenen Lichtwellenleitern kann es sich um Monomode-, Multimode- und / oder Kombinationen davon handeln. Kopplungsvorrichtungen können faseroptische Koppler und/oder integrierte Vorrichtungen sein, die andere optische Komponenten verwenden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf abbildende Optik, Spiegel, Prismen und dergleichen.
Obwohl die Beispiele oben beschrieben sind, können Merkmale und / oder Schritte dieser Beispiele in jeder gewünschten Weise kombiniert, geteilt, weggelassen, neu geordnet, überarbeitet und / oder erweitert werden. Verschiedene Änderungen, Modifizierungen und Verbesserungen werden dem Fachmann leicht fallen. Solche Änderungen, Modifizierungen und Verbesserungen sollen Teil dieser Beschreibung sein, auch wenn sie hier nicht ausdrücklich erwähnt werden, und sollen dem Geist und dem Umfang der Offenbarung entsprechen. Dementsprechend dient die vorstehende Beschreibung nur als Beispiel und ist nicht einschränkend.

Claims

System, aufweisend: einen ersten Lichtwellenleiter mit einem Kern, wobei der Kern konfiguriert ist, einen ersten Laserstrahl mit einem ersten Strahlparameterprodukt aufzunehmen; eine brechende Oberfläche, die konfiguriert ist, den ersten Laserstrahl vom Kern des ersten Lichtwellenleiters zu empfangen, wobei die brechende Oberfläche konfiguriert ist, einen zweiten Laserstrahl mit einem zweiten Strahlparameterprodukt auszugeben; und einen zweiten Lichtwellenleiter mit einem Kern, der konfiguriert ist, den zweiten Laserstrahl aufzunehmen, wobei das erste Strahlparameterprodukt kleiner als das zweite Strahlparameterprodukt ist.
System nach Anspruch 1, wobei der erste Lichtwellenleiter eine Monomode-Faser ist.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite Lichtwellenleiter eine Multimode-Faser ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter aufweisend: einen Strahlkollimator, der konfiguriert ist, mindestens einen des ersten Laserstrahls und des zweiten Laserstrahls zu empfangen, wobei der Strahlkollimator konfiguriert ist, den mindestens einen empfangenen Strahl auf ein Werkstück zu kollimieren.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die brechende Oberfläche eine erste brechende Oberfläche ist, und das System ferner aufweist: eine zweite brechende Oberfläche, die konfiguriert ist, den zweiten Laserstrahl von dem zweiten Lichtwellenleiter zu empfangen, wobei die zweite brechende Oberfläche konfiguriert ist, einen dritten Laserstrahl mit einem dritten Strahlparameterprodukt auszugeben; und einen dritten Lichtwellenleiter, der konfiguriert ist, den dritten Laserstrahl aufzunehmen, wobei das dritte Strahlparameterprodukt größer als das zweite Strahlparameterprodukt ist.
System, aufweisend: einen ersten Lichtwellenleiter mit einem Kern, wobei der Kern konfiguriert ist, einen ersten Laserstrahl mit einem ersten Strahlparameterprodukt aufzunehmen; ein Faser-Bragg-Gitter, das konfiguriert ist, den ersten Laserstrahl von dem Kern des ersten Lichtwellenleiters zu empfangen, wobei das Faser-Bragg-Gitter konfiguriert ist, einen zweiten Laserstrahl mit einem zweiten Strahlparameterprodukt auszugeben; und einen zweiten Lichtwellenleiter mit einem Kern, der konfiguriert ist, den zweiten Laserstrahl aufzunehmen, wobei das erste Strahlparameterprodukt kleiner als das zweite Strahlparameterprodukt ist.
System nach Anspruch 6, wobei der erste Lichtwellenleiter eine Monomode-Faser ist.
System nach Anspruch 6 oder 7, wobei der zweite Lichtwellenleiter eine Multimode-Faser ist.
System nach einem der Ansprüche 6 bis 8, weiter aufweisend: einen Strahlkollimator, der konfiguriert ist, mindestens einen des ersten Laserstrahls und des zweiten Laserstrahls zu empfangen, wobei der Strahlkollimator konfiguriert ist, den mindestens einen der empfangenen Strahlen auf ein Werkstück zu kollimieren.
System nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei das Fiber-Bragg-Gitter ein gechirptes Fiber-Bragg-Gitter aufweist.
System nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei das Fiber-Bragg-Gitter Elemente aufweist, die um einen oder mehrere Winkel relativ zu einer Längsrichtung des Fiber-Bragg-Gitters geneigt sind.
System nach einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei das Fiber-Bragg-Gitter ein gechirptes Fiber-Bragg-Gitter aufweist, und wobei das Fiber-Bragg-Gitter Elemente aufweist, die um einen oder mehrere Winkel relativ zu einer Längsrichtung des Fiber-Bragg-Gitters geneigt sind.
Methode umfassend: Empfangen eines ersten Strahls über einen ersten Lichtwellenleiter, wobei der erste Strahl ein erstes Strahlparameterprodukt aufweist; Modifizieren des ersten Strahls zu einem zweiten Strahl, wobei der zweite Strahl ein zweites Strahlparameterprodukt aufweist; und Ausgeben des zweiten Strahls über einen zweiten Lichtwellenleiter, wobei das erste Strahlparameterprodukt kleiner ist als das zweite Strahlparameterprodukt.
Methode nach Anspruch 13, wobei das Modifizieren des ersten Strahls ferner umfasst: Modifizierung des ersten Strahls über eine brechende Fläche.
Methode nach Anspruch 13 oder 14, weiter umfassend: Modifizieren des zweiten Strahls zu einem dritten Strahl, wobei der dritte Strahl ein drittes Strahlparameterprodukt aufweist; und Ausgeben des dritten Strahls über einen dritten Lichtwellenleiter, wobei das zweite Strahlparameterprodukt kleiner als das dritte Strahlparameterprodukt ist.
Methode gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei das Modifizieren des ersten Strahls ferner das Modifizieren des ersten Strahls über eine erste brechende Oberfläche umfasst, und wobei das Modifizieren des zweiten Strahls ferner das Modifizieren des zweiten Strahls über eine zweite brechende Oberfläche umfasst.
Methode nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei das Modifizieren des ersten Strahls ferner umfasst: Modifizieren des ersten Strahls über ein Fiber-Bragg-Gitter.
Methode gemäß einem der Ansprüche 13 bis 17, ferner umfassend: Erhalten einer Wahl, ob der erste Strahl modifiziert werden soll; und Ausgeben, basierend auf der Wahl, des ersten zu modifizierenden Strahls.
Methode gemäß einem der Ansprüche 13 bis 18, ferner umfassend: Erhalten einer Wahl; und Lenken eines Teils eines empfangenen Strahls auf den ersten Lichtwellenleiter.
Methode gemäß einem der Ansprüche 13 bis 19, ferner umfassend: Empfangen des zweiten Strahls; Empfangen eines Strahls mit einem kleinen Strahlparameterprodukt; Kollimation des zweiten Strahls und des Strahls mit dem kleinen Strahlparameterprodukt; und Ausgeben eines kombinierten Strahls auf ein Werkstück.