1.用于激光加工材料的装置,所述装置包括光纤、至少一个挤压机构和透镜,
其中:
·所述光纤是多模光纤;
·所述光纤使得激光辐射能够在第一光学模式和第二光学模式中沿所述光纤传播;
·所述挤压机构包括由节距限定的至少一个周期性表面;以及
·所述周期性表面定位成毗邻于所述光纤;
并且所述装置的特征在于:
·所述节距将所述第一光学模式和所述第二光学模式耦合在一起;
·所述第一光学模式由第一模式阶次来定义,而所述第二光学模式由高于所述第一模式阶次的第二模式阶次来定义;
·所述挤压机构被配置成利用挤压力来将所述周期性表面和所述光纤挤压在一起,藉此将所述第一光学模式耦合至所述第二光学模式;
·所述透镜由前焦面和后焦面来定义;
·所述第一光学模式由瑞利长度来定义;并且
·所述透镜位于距所述光纤的所述远端的两个瑞利长度之内。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述透镜被定位成使得所述光纤的远端位于所述前焦面处。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的装置,其特征在于,包括光学透镜布置,所述光学透镜布置被配置成将所述透镜的所述后焦面成像到所述材料的表面上或附近。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的装置,其特征在于,包括光学透镜布置,所述光学透镜布置被配置成使所述后焦面成像在所述光学透镜布置与所述材料的表面之间的平面中。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的装置,其特征在于,包括光学透镜布置,所述光学透镜布置被配置成使所述后焦面成像在所述材料的表面之外。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其特征在于,所述透镜包括渐变折射率透镜。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其特征在于,所述透镜被形成在所述光纤的所述远端上。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其特征在于,所述挤压机构被配置成用于通过改变所述挤压力来将所述激光辐射从所述第一光学模式切换到所述第二光学模式。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其特征在于,所述挤压机构包括致动器。
10.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其特征在于,所述挤压机构包括彼此成一角度布置的所述周期性表面中的至少两个周期性表面。
11.根据权利要求10所述的装置,其特征在于,所述周期性表面具有相同的节距。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的装置,其特征在于,所述角度是直角。
13.根据权利要求10或权利要求11所述的装置,其特征在于,所述角度为60度。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的装置,其特征在于,所述挤压机构被配置成使得所述周期性表面之一能够以与另一周期性表面不同的挤压力抵靠所述光纤被挤压。
15.根据权利要求10–14中任一项所述的装置,其特征在于,所述周期性表面的空间相位被配置成使得在施加所述挤压力时使所述光纤以螺旋方式变形。
16.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其特征在于,所述挤压机构被配置成使得所述光纤能够以小于1n的力被拉动穿过所述挤压机构。
17.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其特征在于,所述第一光学模式是所述光纤的基本lp01模,而所述第二光学模式具有至少为3的方位角模数。
18.根据权利要求17所述的装置,其特征在于,所述第二光学模式具有在3与9之间的方位角模数。
19.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其特征在于,所述节距是沿所述周期性表面的长度啁啾的可变节距。
20.根据权利要求19所述的装置,其特征在于,所述光纤支持第三光学模式,并且所述可变节距具有第一节距和第二节距,其中所述第一节距将所述第一光学模式和所述第二光学模式耦合在一起,并且所述第二节距将所述第二光学模式和所述第三光学模式耦合在一起。
21.根据权利要求20所述的装置,其特征在于,所述第三光学模式具有比所述第二光学模式的方位角模数更高的方位角模数。
22.根据权利要求20或权利要求21所述的装置,其特征在于,所述第二节距长于所述第一节距。
23.根据权利要求20至21中任一项所述的装置,其特征在于,所述挤压机构被定向为使得所述第一节距在所述第二节距之前接收所述激光辐射。
24.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其特征在于,包括第二挤压机构,并且其中所述第二挤压机构被定位在所述挤压机构与所述光纤的所述远端之间。
25.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其特征在于,所述透镜是负透镜。
26.根据前述权利要求中的任一项所述的装置,其特征在于,所述光纤包括基本上均质的芯,由此避免了所述光学模式之间的非预期模式耦合。
27.根据前述权利要求中的任一项所述的装置,其特征在于,包括激光器,并且其中所述激光器被连接至所述光纤。
28.一种用于激光加工材料的方法,所述方法包括:
·提供激光器、光纤、至少一个挤压机构和透镜;
·将所述激光器连接至所述光纤;
·使所述激光器发射激光辐射;以及
·在第一光学模式中沿所述光纤传播所述激光辐射;
其中
·所述光纤是多模光纤;
·所述挤压机构包括由节距限定的至少一个周期性表面;并且
·所述周期性表面定位成毗邻于所述光纤;并且
并且所述方法的特征在于:
·所述第一光学模式由第一模式阶次来定义,而所述第二光学模式由高于所述第一模式阶次的第二模式阶次来定义;
·所述挤压机构被配置成利用挤压力来将所述周期性表面和所述光纤挤压在一起,藉此将所述第一光学模式耦合至所述第二光学模式;
·所述透镜由前焦面和后焦面来定义;
·所述第一光学模式由瑞利长度来定义;
·所述透镜位于距所述光纤的远端的两个瑞利长度之内;以及
·所述挤压力被调整以便将所述第一光学模式耦合至所述第二光学模式。
29.根据权利要求28所述的方法,其特征在于,所述透镜被定位成使得所述光纤的所述远端位于所述前焦面处。
30.根据权利要求28或29所述的方法,其特征在于,所述透镜包括渐变折射率透镜。
31.根据权利要求28至30中任一项所述的方法,其特征在于,所述透镜被形成在所述光纤的所述远端上。
32.根据权利要求28至31中任一项所述的方法,其特征在于,所述挤压机构包括致动器。
33.根据权利要求32所述的方法,其特征在于,包括提供计算机以及利用所述计算机来控制所述致动器的步骤。
34.根据权利要求33所述的方法,其特征在于,所述计算机包括存储器,所述存储器包括关于材料参数的信息。
35.根据权利要求28至34中任一项所述的方法,其特征在于,包括以下步骤:提供包括聚焦透镜的光学透镜布置,以及将所述后焦面成像到所述材料上。
36.根据权利要求35所述的方法,其特征在于,包括以下步骤:通过调整所述挤压机构来选择所述第一光学模式;以及利用所述激光器来穿刺所述材料。
37.根据权利要求36所述的方法,其特征在于,所述第一光学模式是所述光纤的基模。
38.根据权利要求34至37中任一项所述的方法,其特征在于,包括以下步骤:通过调整所述挤压机构来选择所述第二光学模式;以及利用所述激光器来切割所述材料。
39.根据权利要求34至38中的任一项所述的方法,其特征在于,所述第二光学模式具有至少为3的方位角模数、以及至少为1的径向模数。
40.根据权利要求34至39中任一项所述的方法,其特征在于,包括以下步骤:选择顶帽轮廓;以及利用所述激光器来切割所述材料。
41.根据权利要求28至40中任一项所述的方法,其特征在于,包括以下步骤:提供光学透镜布置,以及使用所述光学透镜布置来对所述后焦面成像,使得图像形成在所述光学透镜布置与所述材料之间,以及通过调整所述挤压力来优化所述图像的光斑尺寸和强度轮廓。
42.根据权利要求41所述的方法,其特征在于,包括利用所述激光器来焊接所述材料的步骤。
43.根据权利要求42所述的方法,其特征在于,包括利用所述激光器来烧结所述材料的步骤,其中在烧结之前所述材料处于金属粉末的形式。
44.根据权利要求41所述的方法,其特征在于,包括利用所述激光器来钻孔所述材料的步骤。
45.一种使用根据权利要求1所述的装置来切割材料的方法,包括:利用加工头来将所述激光聚焦在所述材料上;以及选择高斯轮廓来穿刺所述材料并选择顶帽轮廓来切割所述材料。
46.一种使用根据权利要求1所述的装置来焊接材料的方法,包括使用远离焦点的加工头来投射所述激光;以及使用根据权利要求1所述的装置来改变工作光斑尺寸以通过改变光斑尺寸和轮廓来优化焊接工艺。