一种激光加工系统及其加工方法与流程

1.本发明涉及激光技术领域，特别是涉及一种激光加工系统及其加工方法。


背景技术：

2.高功率工业激光材料处理应用领域日新月异，与单个激光光源用于材料加工技术相比，多激光光源复合型高功率激光器可以大大扩展激光加工的范围，极大提升激光加工的质量。比如以新型多芯环形光纤(ring cores fiber)为光波导的激光器用于低飞溅激光焊接可以适应不同的焊接应用场景，提升焊接质量和焊接速度。这类激光器以替换高成本半导体高质量复合焊接系统为基本目标，逐渐向其他高质量激光焊接应用扩展。
3.目前多激光器的复合激光可以采用空间光学系统，比如偏振或者波长多激光复用系统，或者是基于光纤熔融拉锥合束技术的全光纤信号合束器系统，将多个相同或者不同的光源复合为一个复杂光斑的单光源系统。
4.基于空间光学系统的方案，由于使用复杂的空间光学系统去实现光纤到光纤的光斑变换/复用/耦合，系统长期可靠性存在风险，成本高。
5.基于熔融拉锥的方案，会导致光源的数值孔径损失很大。为补偿拉锥型合束的na劣化，被迫要求采用高亮度的单横模激光光源和更细的输入光纤芯径，这样不仅限制了每个输入模块的最高功率(一般小于2000w/模块)，而且由于单横模激光的强拉曼风险，必须对激光输入/光波导及其系统抗反射做出复杂设计补偿，大大增加了成本，降低长期可靠性。也对一些复杂的应用场景(高反射加工环境)不能很好的适应。


技术实现要素：

6.鉴于上述问题，提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种激光加工系统及其加工方法。
7.为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种激光加工系统，包括：
8.多个激光模块、多根输入光纤、一光波导和一功率控制模块；其中，
9.所述多根输入光纤的第一端与所述多个激光模块分别连接，所述多根输入光纤的第二端按照预设形状排列并与所述光波导直接连接，且所述多个输入光纤的纤芯分别与所述光波导的多个波导层分别耦合对准，所述多个激光模块通过所述输入光纤和所述光波导输出具有一个中心光斑和多个外围光斑的复合光斑；
10.所述功率控制模块与所述多个激光模块连接，并被配置为控制所述多个激光模块在预设范围内的功率可调，以使所述复合光斑的中心光斑和外围光斑形成不同能量比例轮廓；
11.所述多根输入光纤并行排列，且所述多根输入光纤第二端的纤芯直径与其它部分保持相同，其端面垂直于光轴平面；
12.所述光波导由整形部和输出部组成，所述整形部的横截面为对称分布的非圆形，所述输出部的横截面为圆形；
13.所述整形部由所述输出部延伸出的一端加工而成，所述整形部分的端面垂直于光轴平面，并与所述多根输入光纤第二端的纤芯端面对准耦合；
14.所述输入光纤为双包层单芯光纤，所述光波导为多包层单芯光纤或多芯光纤；
15.所述多根输入光纤与所述光波导通过熔接、焊接或机械连接方式连接在一起。
16.本发明实施例还公开了一种种激光加工方法，包括：
17.输出按照预设形状排列的多个光束；
18.对所述多个光束进行压缩整形，并输出具有一中心光斑和至少一外围光斑的复合光斑；
19.控制所述多个光束的功率值在预设范围内可调，以使所述复合光斑的中心光斑和外围光斑形成不同能量比例的轮廓；
20.所述多个光束为并行带状输出后，所述多个光束中的至少一束按照特定方向进行折射，以实现所述复合光斑的压缩整形输出；
21.所述中心光斑位于所述外围光斑的中心，所述中心光斑呈高斯或平顶分布，所述外围光斑呈平顶分布；
22.依据所述工件的材质、加工要求及加工环境参数，调整第一光束的功率值以调整第一光束照射到工件的光斑能量分布，和/或，调整第二光束的功率值以调整第二光束照射到工件的光斑能量分布，进行激光熔覆、切割或焊接。
23.本发明实施例包括以下优点：
24.在本发明实施例中，基于阵列光纤(ribbon fibers)连接技术，一方面可以避免空间光学复用系统的高成本以及长期可靠性风险。另一方面采用非光纤熔融拉锥技术进行连接，可以摆脱光纤熔融拉锥技术的复杂工艺和为管理光斑亮度损失而导致对输入光源的特殊要求。并且若要使用光纤熔融拉锥技术进行连接，则需要使用直径较大的光纤进行拉锥，而使用大光纤则难以兼容激光器单模块技术。
附图说明
25.图1是本发明实施例提供的一种激光光斑整形器件的结构框图；
26.图2是本发明实施例带状光纤阵列与波导层连接的示意图；
27.图3a是带状光纤阵列与楔形光波导端面耦合的示意图；
28.图3b是带状光纤阵列与长方体光波导端面耦合的示意图；
29.图4是为本发明实施例另一角度的带状光纤阵列与波导层连接的示意图；
30.图5是三包层光纤的截面图；
31.图6是三包层光纤的剖面图；
32.图7是三包层光纤的折射率示意图；
33.图8是传能光纤的截面图；
34.图9是传能光纤的剖面图；
35.图10是传能光纤的折射率示意图；
36.图11是本发明实施例提供的一种激光光斑整形器件制作方法的步骤流程图；
37.图12是本发明实施例提供的一种激光加工系统的结构框图；
38.图13是本发明实施例提供的一种激光加工方法的步骤流程图。
具体实施方式
39.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
40.参照图1，示出了本发明实施例提供的一种激光光斑整形器件的结构框图，具体可以包括：
41.沿中心光轴依次设置的输入端10和整形端11，所述输入端10设有与多个激光光源分别连接的多根输入光纤组成的光纤阵列，所述整形端11设有具有多个波导层的光波导，所述光纤阵列中多根输入光纤的纤芯与所述光波导的多个波导层分别对准并耦合连接，所述多个激光光源经由所述光纤阵列输出的光束在通过所述光波导时进行输出光斑的压缩整形。
42.在本发明实施例中，所述光纤阵列是由所述多根输入光纤按照预设形状排列后固定形成，所述光纤阵列中的输入光纤纤芯直径与非固定部分的输入光纤纤芯直径相同，所述光纤阵列中的纤芯端面与光轴平面垂直。
43.光纤阵列可以是指将多根光纤并行排成一排或多排组成的阵列，示例性地，可以采用与多个激光光源分别连接的三根输入光纤排成一排，组成带状光纤阵列；也可以并行排列成其它预设的形状，例如，七根输入光纤可以排成二/三层结构的多边形光纤阵列等。同时，多根输入光纤排列后固定的方式可以包括多种。示例性地，可以采用光纤夹具将多根输入光纤固定排列，也可以将多根输入光纤放入扁形孔玻璃管进行固定排列，还可以通过胶水将多根输入光纤固定排列等其它非熔融拉锥方式，本发明实施例对此不做限定，通过上述直接固定光纤组合的方式，光纤阵列中的纤芯直径与非固定部分直径相比也没有发生改变，减少了因熔融拉锥带来的损耗。
44.整形端11包括一个具有多个波导层的光波导，不同的波导层可以为不同的传输介质，用于对输入的光线进行整形，同时还包括与所述光波导连接的输出端，所述输出端为多包层单纤光纤或多芯光纤的任一一种，所述光波导可以直接为所述输出端的一部分，或通过熔接、焊接或机械结构与所述输出端连接在一起。
45.所述光波导可以选用不同类型的光纤直接加工得到，示例性地，可以采用多单芯光纤或多芯光纤的裸露光纤头加工为光波导，其它部分则为输出端。其中单芯光纤可以为三包层光纤、双包层传能光纤中的至少一种，多芯光纤可以为环形光纤。某些场景下，光波导也可以选用单独的透明介质，如光学石英玻璃加工成预设的形状后再通过焊接或熔接等方式与输出端即多单芯光纤或多芯光纤连接在一起。
46.在本发明实施例中，可以依据光波导的结构尺寸，选择相应的输入光纤尺寸。其中，所述光纤阵列在光纤排列方向的宽度，应小于或等于光波导的最外层的直径，以使各根输入光纤可以位于光波导的对应波导层范围内。示例性的，所述输入光纤采用双包层光纤，纤芯直径范围为14um～100um，则每根输入光纤的最外层包层直径小于或等于与其耦合的光波导直径的1/3，或者小于最外包层直径减去20um，且所述输入光纤的纤芯na小于光波导的波导层na。
47.一种可以工作的光纤组合是：所述输入光纤纤芯直径为14um～50um，包层直径为90um，所述光波导是360标准传能光纤，纤芯直径为100um，外包层直径为360um。
48.另一种可以工作的光纤组合是，所述输入光纤纤芯直径为14um～50um，包层直径
为90um；所述光波导为三包层光纤，纤芯直径、内包层直径、外包层直径依次为100um/300um/360um。
49.又一种可以工作的光纤组合是，所述输入光纤纤芯直径为14um～50um，包层直径为90um；所述光波导为环形光纤，纤芯直径、外纤芯直径依次为100um/360um。
50.如采用更多波导层的光波导，则采用更多数量的输入光纤组成带状光纤阵列，但是具体选用多少根输入光纤或者选用多少波导层的光波导，可以根据需求选择。
51.光纤阵列与光波导可以为熔接连接、焊接连接，还可以为通过机械机构固定连接，例如通过耦合器将带状光纤阵列与光波导连接。
52.在本发明实施例中，激光光斑整形器件包括沿中心光轴依次设置的输入端和整形端，输入端设有与多个激光光源分别连接的多根输入光纤组成的光纤阵列，整形端设有具有多个波导层的光波导，光纤阵列中多根输入光纤的纤芯与光波导的多个波导层分别对准并耦合连接，多个激光光源经由光纤阵列输出的光束在通过光波导时进行输出光斑的压缩整形。输入端与整形端可以基于阵列光纤连接技术直接连接，一方面可以避免空间光学复用系统的高成本以及长期可靠性风险；另一方面采用非光纤熔融拉锥技术制作的输入端，可以摆脱光纤熔融拉锥技术的复杂工艺和为管理光斑亮度损失而导致对输入光源的特殊要求。
53.同时，若要使用光纤熔融拉锥技术进行连接，则需要使用直径较大的光纤进行拉锥，而使用大光纤则难以兼容激光器单模块技术。由于对输入光源要求的降低，可以直接利用当前市场上通用的高功率单模块多模激光光源，用极少多模激光模块(2，3个4000w激光光源，)复合出高功率的复合激光，相对现有技术中用熔融拉锥技术需要6～8个激光模块实现6000w叠加6000w的复合激光，极大降低了复合激光的成本，简化系统控制。
54.此外，本发明实施例不仅可以用传统的多芯光纤作为光波导，更可以采用在非复合光系统中通用的三包层光纤以及标准360传能光纤作为光波导，大大降低了成本，方便用户的激光维护和更新。
55.在本发明实施例中，所述光波导为沿中心光轴对称分布且具有非圆形横截面的透明介质，所述光波导的端面与光轴平面垂直。
56.示例性地，所述光波导可以为沿中心光轴对称的光楔形状，也可以为轴对称的其它多面体，如正方体、长方体。
57.示例性地，可以采用多包层单芯光纤或多芯光纤如环形光纤制作成光楔光纤，与带状光纤阵列直接耦合连接，其中，光楔端面垂直于光轴平面，形状接近与其耦合的带状光纤阵列的端面形状，呈近椭圆形，沿光楔端面向上下两侧延伸为斜面，所述斜面与所述端面的交集为两条与光轴平面平行的线段，所述两条线段之间的最短距离大于或等于所述带状光纤阵列中纤芯的直径。
58.参照图2所示为本发明实施例带状光纤阵列与光楔光纤连接的示意图。图2中，以平行于多根输入光纤排列，即平行于光轴平面的角度观察，因此观察到的是单根输入光纤，其他的输入光纤可以理解为被所能观察到的输入光纤遮挡。实际上，光纤阵列中的各根输入光纤端面都与光楔光纤的端面对准。
59.从输入光纤的纤芯输出的激光，入射到光波导后，一部分被光楔的端面反射回光波导中，相当于增大了光波导的接收角，可以使得更多入射角度的激光能够在光波导中传
输，可以提高光波导的集光能力，对光束进行整形，实现对入射光的数值孔径na进行压缩。
60.在本发明实施例中，所述光波导的横截面为沿光轴对称分布的非圆形界面，所述非圆界面可以是由平行线段和圆弧组成的对称形状，例如，除了上述实施例中提到的光楔形状；光波导也可以是由线段组成的正多边形，还可以是沿光轴对称分布横截面为矩形的长方体形状，长方体光波导在实际应用中具有更好的集光能力。参照图3a所示为带状光纤阵列与楔形光波导端面耦合的示意图，光波导的横截面为由平行线段和圆弧组成的对称形状；参照图3b所示为带状光纤阵列与长方体光波导端面耦合的示意图，光波导的横截面为长方体形状。
61.通过将光波导的横截面加工为沿中心光轴对称分布的椭圆形或多边形，可以使得光波导的中心位于几何中央，使得射入光波导的激光在各个方向都能对称反射。参照图4所示为本发明实施例另一角度的带状光纤阵列与波导层连接的示意图，其中，光波导的端面为沿光轴对称分布的近椭圆形，以便更好的与阵列光纤中的输入光纤端面耦合。图4中以垂直于多根输入光纤排列的角度观察，因此观察到多根输入光纤。其中输入光纤的数量为三根，位于中间的输入光纤对准光波导的中心波导层；两侧的输入光纤，对准光波导外侧的波导层。
62.在本发明实施例中，由于光纤阵列中采用了小型光纤，所述输入光纤的直径小于波导层，所述光波导的波导层与所述带状光纤阵列中输入光纤纤芯可以为中心对准和/或偏心对准。
63.在中心对准的情况下，从带状光纤阵列中输入光纤纤芯传输的激光，可以全部传输至相应的波导层中，使得输出激光功率最大。
64.在偏心对准的情况下，从带状光纤阵列中输入光纤纤芯传输的激光，可以全部传输至相应的波导层中，也可以传输至相应的至少两个波导层中，通过调整偏心程度，可以调整输出激光的功率和光斑形状。
65.参照图5所示为三包层光纤的截面图，参照图6所示为三包层光纤的剖面图，三包层光纤包括纤芯、第一包层(内包层)、第二包层(外包层)，第一包层可以为熔石英内包层，第二包层可以为掺f石英包层，第一包层的厚度大于第二包层的厚度。示例性地，纤芯直径、内包层直径、外包层直径依次为100um/300um/360um。图7为三包层光纤的折射率示意图，三包层光纤在纤芯、内包层传输激光，其中纤芯、第一包层、第二包层的折射率依次减小。在采用三包层光纤与波导层连接的情况下，三包层光纤可以达到小于0.12na的效果，且三包层光纤成本低，可以降低激光光斑整形器件的成本。
66.参照图8所示为传能光纤的截面图，参照图9所示为传能光纤的剖面图，传能光纤包括纤芯、第一包层(内包层)、第二包层(外包层)，第一包层可以为掺f石英包层，第二包层可以为熔石英包层，第一包层的厚度小于第二包层的厚度。示例性地，纤芯直径为100um，外包层直径为360um。图10为传能光纤的折射率示意图，传能光纤在纤芯、第二包层传输激光，纤芯和第二包层可以具有大致相同的折射率，第一包层的折射率低于纤芯和第二包层。在采用传能光纤与波导层连接的情况下，传能光纤可以达到小于0.22na的效果。
67.参照图11，示出了本发明实施例提供的一种激光光斑整形器件制作方法的步骤流程图，所述方法具体可以包括如下步骤：
68.步骤1101，获取多根与多个激光光源分别连接的输入光纤，将所述输入光纤按照
预设形状并行排列后固定形成光纤阵列。
69.在本发明一种可选实施例中，所述步骤1101可以包括如下子步骤：
70.子步骤s11，利用光纤夹具，将所述输入光纤排列组成预设形状并固定，所述输入光纤的纤芯之间保持预设间隙，通过热熔、胶水或外部固定装置固定后形成光纤阵列，所述光纤阵列中的纤芯直径与所述输入光纤非固定部分的纤芯直径相同。
71.子步骤s12，利用光纤切割设备切割所述光纤阵列得到平整光滑的光纤阵列端面，且所述光纤阵列中的纤芯端面与光轴平面垂直。
72.光纤夹具可以包括两个可相互配合的夹持件，夹持件具有凹槽，光纤可以被容纳在凹槽中，凹槽的间隔可以根据实际需要制定，从而使得光纤可以按照预设间隙排列成一排并固定，然后可以采用标准带状光纤切割设备切割光纤阵列，得到平整的光纤阵列端面。例如，预设间隙可以为零，即输入光纤的涂覆层紧密连接，裸光纤(不包括涂覆层的光纤)之间有间隙。
73.在本发明另一种可选实施例中，所述步骤1101可以包括如下子步骤：
74.子步骤s21，将所述多根输入光纤纤芯紧密排列成预设形状，放入一变形孔毛细玻璃管内；
75.子步骤s22，将所述多根输入光纤纤芯和所述玻璃管熔接连成一体，形成固定的光纤阵列，所述光纤阵列中的纤芯直径与所述输入光纤非固定部分的纤芯直径相同；
76.具体的，可以利用火研磨工艺，将多根输入光纤纤芯和玻璃管熔接连成一体，形成固定的光纤阵列。
77.子步骤s23，利用光纤切割设备切割所述光纤阵列得到平整光滑的光纤阵列端面，且所述光纤阵列中的纤芯端面与光轴平面垂直。
78.参照图11所示本发明实施例中为通过变形孔毛细玻璃管形成带状光纤阵列的示意图。具体的，可以采用扁形孔玻璃管，将三根输入光纤放入其中，火研磨工艺将三根输入光纤的外表面熔接连成一体，此时裸光纤之间是紧密排列为一排，可以用光纤切割刀处理得到平整的光纤阵列端面，所述端面垂直于光轴平面。
79.步骤1102，获取一具有多个波导层的光波导。
80.示例性地，可以获取单芯光纤或多芯光纤作为光波导，其中单芯光纤可以为三包层光纤、双包层传能光纤中的至少一种。
81.在本发明一种可选实施例中，所述的方法还可以包括：将所述光波导沿端面两侧抛磨加工成沿中心光轴对称分布且具有非圆形横截面的几何形状；对所述光波导端面进行抛光或者平面光纤切割处理，使得所述光波导端面平整光滑且与光轴平面垂直。
82.在一种示例中，可以将光波导加工为光楔形状，光楔端面为一垂直面，两侧为斜面。具体的，可以先将光波导的端面加工为垂直面，然后再从端面中相对光波导的中心向外加工出两个斜面，所述斜面与所述端帽的交集为对称的两条平行线段，所述两条线段至光波导的中心的距离大于输入光纤纤芯的半径。例如，可以在端面两侧抛磨或者用飞秒激光，co2激光精细加工为斜面，使得端面中间保持为垂直面，两侧为对称的斜面。光楔端面在水平方向和垂直方向均为轴对称，可以保证纤芯位于光楔端面的几何中央。光楔端面为接近椭圆表面，也要抛光或者平面光纤切割(平面离解)处理。
83.从激光入射方向看，光波导的光楔端面为近椭圆形状的表面，使得光楔端面为在
水平和垂直方向都为轴对称的端面。在实际中，光楔也可以被加工为其他轴对称的形状，例如立方体，本发明实施例对此不做限定。
84.通过将光波导的端面加工为光楔或其它形状，使得各根输入光纤中传输的激光在进入光波导时按照特定方向进行折射，一方面实现了输入光束的na压缩，减少输出na，提升光纤复用的填充率，最终提升输出光源的亮度，也降低了对输入光源的亮度要求；同时，这种将光纤加工成光楔或其它形状的设计，可以放大反向光的na，将反向光挤出光纤，也大大提升了器件/系统的抗高反性能。
85.另一方面，激光束的空间强度分布呈高斯分布,即高斯光束,而在很多激光技术的应用中希望激光光强是均匀分布的，通过对光斑压缩整形处理，可以达到输出光纤完全兼容现有技术应用。
86.通过对光波导的端面进行抛光或者平面光纤切割处理，可以避免端面粗糙有缺陷，而导致激光漏出。
87.步骤1103，将所述光纤阵列中多个输入光纤的纤芯与所述光波导的多个波导层分别对准耦合。
88.示例性地，可以采用功率监控熔接方法得到最优对准点。可以检测光波导的各个波导层输出激光的功率，根据各波导层的激光功率判断是否对准。
89.示例性地，可以预先为输入端和光波导在尺寸上留足够的公差，便于两端对准。
90.在本发明一种可选实施例中，所述步骤1103可以包括如下子步骤：
91.子步骤s31，将所述光纤阵列中每个纤芯与所述光波导的相应波导层的中间部分耦合对准，使得输出的单束激光保持在所述一个相应波导层内传输；
92.在带状光纤阵列中输入光纤的纤芯与光波导的相应波导层的中间部分耦合对准的情况下，从带状光纤阵列中输入光纤纤芯传输的激光，可以全部传输至相应的波导层中，使得输出激光功率最大。
93.或，子步骤s32，将所述光纤阵列中至少一个纤芯与所述光波导的相应波导层的非中间部分耦合对准，使得所述输入光纤输出的单束激光至少保持在两个波导层内传输。
94.在带状光纤阵列中输入光纤纤芯与光波导的相应波导层的非中间部分耦合对准的情况下，从带状光纤阵列中输入光纤纤芯传输的激光，可以部分传输至相应的波导层中，通过调整偏心程度，可以调整输出激光的功率和光斑形状。
95.步骤1104，将所述光纤阵列与所述光波导通过熔接、焊接或机械结构连接在一起。
96.可以将带状光纤阵列与光波导直接熔接或焊接在一起，也可以通过机械机构将带状光纤阵列与光波导固定连接，例如通过耦合器将输入端与整形端连接。
97.示例性地，可以采用带状光纤熔接机，将带状光纤阵列与述光波导熔接。也可以采用特殊的熔接设备比如火焰，激光或者标准熔接机配合定制化的熔接参数直接熔接。完全摈弃光纤熔融拉锥工艺，最大限度减少熔融拉锥工艺对光纤变形污染所照成的光斑质量变差，或者光纤漏光，光纤污染而发热的现象。
98.在本发明实施例中，可以获取多根与多个激光光源分别连接的输入光纤，将输入光纤按照预设形状并行排列后固定形成光纤阵列；获取一具有多个波导层的光波导；将光纤阵列中多个输入光纤的纤芯与光波导的多个波导层分别对准耦合；将光纤阵列与光波导通过熔接、焊接或机械结构连接在一起。多个激光光源输出的激光，通过输入光纤传输至光
波导，通过光波导对光束进行整形从而输出复合激光。输入端与整形端可以基于阵列光纤(ribbon fibers)直接连接，一方面可以避免空间光学复用系统的高成本以及长期可靠性风险。另一方面采用非光纤熔融拉锥技术制作输入端，可以摆脱光纤熔融拉锥技术的复杂工艺和为管理光斑亮度损失而导致对输入光源的特殊要求。并且若要使用光纤熔融拉锥技术进行连接，则需要使用直径较大的光纤进行拉锥，而使用大光纤则难以兼容激光器单模块技术。
99.参照图12所示为本发明实施例还公开了一种激光加工系统的结构框图，激光加工系统可以包括：多个激光模块120、激光光斑整形器件121和功率控制模块122；
100.所述多个激光模块120输出的激光束在通过所述激光光斑整形器件121时实现光斑整形，并输出具有一个中心光斑和至少一个外围光斑的复合光斑；
101.所述功率控制模块122与所述激光模块120连接，并被配置为控制所述多个激光模块120在预设范围内的功率可调，以使所述中心光斑和所述外围光斑形成不同能量比例轮廓的复合光斑输出。
102.其中，激光光斑整形器件121可以参照前述实施例，本实施例对此不再赘述。
103.参照图13所示为本发明实施例还公开了一种激光加工方法，包括：
104.步骤1301，输出按照预设形状排列的多个光束；
105.步骤1302，对所述多个光束进行压缩整形，并输出具有一中心光斑和至少一外围光斑的复合光斑；
106.步骤1303，控制所述多个光束的功率值在预设范围内可调，以使所述复合光斑的中心光斑和外围光斑形成不同能量比例的轮廓；
107.其中，步骤1301中，参照前述实施例，所述多个光束可以为并行的带状输出，也可以是其它形状的光束组合输出。
108.步骤1302中，所述多个光束中的至少一束在进入光波导的整形部分时，光线在光波导中产生多次反射，最后实现所述复合光斑的压缩整形输出，其中，所述中心光斑位于所述外围光斑的中心，所述中心光斑呈高斯或平顶分布，所述外围光斑呈平顶分布。
109.步骤1303中，配合独特的电控技术，中心和外围环形光斑功率在一定范围以内可调；
110.步骤1304，依据输入的待加工工件的材质、加工要求及加工环境参数，调整第一光束的功率值以调整第一光束照射到工件的光斑能量分布，和/或，调整第二光束的功率值以调整第二光束照射到工件的光斑能量分布，进行激光熔覆、切割或焊接。
111.本发明实施例的工艺，采用与多个激光光源分别连接的多根输入光纤，形成带状光纤阵列；采用多包层光纤作为光波导，并将光波导的端面加工为光楔端面；将带状光纤阵列与光波导的垂直面对准，使带状光纤阵列的各个输入光纤的纤芯，分别从垂直面耦合至所述光波导的波导层中；在耦合完成后，将带状光纤阵列与光波导熔接，以使多个激光光源通过输入光纤输出的激光经过光波导形成复合激光。利用本发明实施例的工艺，光波导的纤芯可以输出高斯光斑或平顶光斑，预设包层中输出环形的平顶光斑。
112.需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该
知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
113.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
114.本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
115.本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
116.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
117.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
118.尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
119.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
120.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。