CN113219674A - 用于光纤内光束整形和变换的渐变折射率光纤和相位元件 - Google Patents

用于光纤内光束整形和变换的渐变折射率光纤和相位元件 Download PDF

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Abstract

一种光学装置，其可以包括提供光束的光纤。该光学装置可以包括渐变折射率元件，以扩展或放大光束。渐变折射率元件的输入面可以粘附到光纤的输出面。光学装置可以包括光学变换元件，以在光束被渐变折射率元件扩展或放大之后变换光束。光学变换元件的输入面可以粘附到渐变折射率元件的输出面。

Description

用于光纤内光束整形和变换的渐变折射率光纤和相位元件
技术领域
本发明涉及光纤，更具体地，涉及用于光纤内光束整形和变换的渐变折射率光纤和相位元件。
背景技术
光束整形(例如，用于切割、焊接等)是高功率(例如，大于100瓦)激光材料处理领域中日益重要的方面，因此，可能需要具有光束整形能力的激光系统。传统的光束整形方法包括通过打开和关闭不同的激光器、移动激光束(例如，在自由空间或光纤中)或利用调整的自由空间光学元件(例如，轴棱锥)来选择性地激发光纤的不同引导区域。
用于光束整形的另一种技术是使用光学变换元件，该元件对光束施加相位(例如，当光束穿过光学变换元件时)。这种光学变换元件可以被视为通过施加特定的相位分布来调整光场的近场。例如，在切割头内的输送光纤之后或者在第一光纤之后和第二光纤之前，使用这种光学变换元件来执行光束整形可以是有益的。这可以通过以下方式实现：例如将光学变换元件布置成仅当光束从第一光纤行进到第二光纤时施加相位，或者将光学变换元件布置成当光束从第一光纤行进到第二光纤时施加相位并布置透镜来执行光学傅立叶变换(这将改变强度和相位)。值得注意的是，在任一情况下，可以使用例如渐变折射率光纤透镜在第二光纤的下游端实现进一步的光束变换。
发明内容
根据一些可能的实施方式，光学装置可以包括：用于提供光束的光纤；渐变折射率元件，用于扩展或放大光束，其中渐变折射率元件的输入面粘附到光纤的输出面；以及光学变换元件，用于在光束被渐变折射率元件扩展或放大之后变换光束，其中光学变换元件的输入面粘附到渐变折射率元件的输出面。在一些实施方式中，渐变折射率元件是第一渐变折射率元件，并且光学装置还包括第二渐变折射率元件，以在光束被光学变换元件变换之后操纵光束(例如，用于将光束重新调整到传输光纤中)，其中第二渐变折射率元件的输入面粘附到光学变换元件的输出面。
根据一些可能的实施方式，光学系统可以包括：光纤装置，该光纤装置包括与对输入光纤所提供的光束进行扩展或放大相关联的一组渐变折射率光纤，其中该组渐变折射率光纤中的第一渐变折射率光纤的输入面粘附到输入光纤的输出面；以及与通过第一渐变折射率光纤进行扩展或放大后变换光束相关联的光学变换元件，其中光学变换元件的输入面附着到所述一组渐变折射率光纤中特定渐变折射率光纤的输出面。在一些实施方式中，该组渐变折射率光纤包括第二渐变折射率光纤(例如，用于将光束重新调整到传输光纤中)，其中第二渐变折射率光纤的输入面粘附到光学变换元件的输出面。
根据一些可能的实施方式，一种方法可以包括：提供待变换的光束，该光束由包括在光学装置中的光纤提供；扩展或放大该光束，该光束由包括在光学装置中的渐变折射率元件扩展或放大，其中渐变折射率元件的输入面粘附到光纤的输出面；以及在光束的扩展或放大之后变换光束，光束被包括在光学装置中的光学变换元件变换，其中光学变换元件的输入面附着到渐变折射率元件的输出面。在一些实施方式中，渐变折射率元件是第一渐变折射率元件，并且该方法还包括在光束被光学变换元件变换之后，由第二渐变折射率元件操纵光束(例如，用于将光束重新调整到传输光纤中)，其中第二渐变折射率元件的输入面粘附到光学变换元件的输出面。
附图说明
图1A、1B、2A和2B是示意图，示出了如本文所述的包括一个或多个GRIN元件和一个或多个光学变换元件的光学装置的示例。
图3A-3C是示出了与在玻璃材料结构上将光学变换元件制造为平坦化元件相关联的示例的图。
图4A和图4B是与示例性光学装置相关联的图，该示例性光学装置包括光学变换元件，该光学变换元件能够实现偏振光源的基于偏振的光束路由。
图5A和5B是与示例光学装置相关联的图，该示例光学装置包括光学变换元件，该光学变换元件能够实现非偏振光源的基于偏振的光束路由。
图6是如本文所述，在光束被光学装置的渐变折射率元件扩展或放大之后，使用光学装置的光学变换元件变换光束的示例过程的流程图。
具体实施方式
以下示例实现的详细描述参考了附图。不同附图中相同的附图标记可以标识相同或相似的元件。
虽然根据上述技术，可以使用自由空间光学装置来实现光学变换元件，但是优选的是(例如，出于成本、性能和可靠性的原因)创建光不出射到自由空间的单片集成结构。然而，这种光学变换元件难以与光纤直接集成(即，在光纤末端上写入有效的光学变换元件或者将光学变换元件直接拼接到光纤上)是困难的，尤其是如果需要在变换元件之后进行光纤内光束传输的话。
光学变换元件与光纤难以集成的一个原因是，许多光学变换元件基于对熔融石英的粘附性差且光功率处理能力受限的材料系统，例如聚合物。此外，这些光学变换元件具有难以或不可能夹在第一光纤和第二光纤之间的拓扑特征(例如，其中通过在光学变换元件的表面上写入纳米级或微米级特征来控制相位轮廓)，这是因为这种拓扑特征是非平面的(并且因此不与光纤中之一齐平接触)，并且因为这种拓扑特征可能被拼接过程(其用于将光学变换元件附接到第一或第二光纤)的热量损坏或破坏。
光学变换元件与光纤难以集成的另一个原因是，对于一些光纤(例如，用于工业应用的光纤)，光纤中对光进行局限的引导区域相对较小(例如，大约100至200微米(μm))或更小)。然而，对于大多数光学变换元件来说，可实现的特征尺度为几微米到几十微米的数量级，这意味着可以写在光学变换元件上的图案的复杂性是有限的。结果，可实现的图案可能是低效的(例如，由于相对于光束尺寸的低空间分辨率)，导致不期望的光束形状和/或由于低衍射效率的损失，这在高功率激光系统中可能是不可接受的。例如，为了制造效率为95％的闪耀相位光栅，每个周期至少需要八个相位级，如果这种闪耀相位光栅是在标准光纤末端上制造的，这极大地限制了可用的偏转角。
本文描述的一些实施方式提供了一种光学装置，其包括渐变折射率(GRIN)光纤和一个或多个光学变换元件(例如，一个或多个平坦化的玻璃基光学超材料和/或一个或多个衍射光学元件)，其中一个或多个光学变换元件被拼接或以其他方式结合到GRIN光纤上。在一些实施方式中，结合一个或多个光学变换元件使用GRIN光纤使得光学装置能够提供光纤的近场和/或远场的调整。下面还描述了一种制造这种光学变换元件的技术，使得该光学变换元件能够拼接到光纤上。此外，描述了示例实现方式，其示出了使用这种光学装置在全光纤系统中实现可变光束整形或变换。
图1A和1B是分别示出了光学装置100和光学装置120的示例的图。如下所述，光学装置100和120包括附着在GRIN光纤上的光学变换元件，该元件提供对光纤的近场和/或远场的调整。如图1A和1B所示，在一些实施方式中，光学装置100和120可以包括光纤102、GRIN元件104和光学变换元件106。
光纤102包括提供光束150的光纤。在一些实施方式中，光纤102可以耦合到将光(例如，经由光纤102的输入面)发射到光纤102中的光源(例如，激光器)。在一些实施方式中，光纤102可以是阶跃折射率光纤。在一些实施方式中，如图1A和1B所示，光纤102的输出面(例如，图1A和1B中的光纤102的右端)可以粘附(例如，拼接、结合等)到GRIN元件104的输入面(例如，使得光束150可以由光纤102提供给GRIN元件104)。
GRIN元件104包括用于扩展或放大光束150的GRIN元件。在一些实施方式中，GRIN元件104可以包括一个或多个GRIN光纤。在一些实施方式中，GRIN元件104的输入面可以粘附到光纤102的输出面，GRIN元件104的输出面可以粘附到光学变换元件106的输入面。例如，如图1A的光学装置100所示，在一些实施方式中，GRIN元件104可以包括单个四分之一节距GRIN光纤。这里，单个四分之一节距GRIN光纤的输入面(例如，GRIN元件104的左端)可以粘附到光纤102的输出面，并且，单个四分之一节距GRIN光纤的输出面(例如，GRIN元件104的右端)可以粘附到光学变换元件106的输入面。作为另一个示例，如图1B的光学装置120所示，在一些实施方式中，GRIN元件104可以包括GRIN伸缩镜，其包括第一四分之一节距GRIN光纤(例如，GRIN元件104a)和第二四分之一节距GRIN光纤(例如，GRIN元件104b)。这里，GRIN伸缩镜的输入面可以粘附到光纤102的输出面，GRIN伸缩镜的输出面可以粘附到光学变换元件106的输入面。下文描述了关于GRIN元件104的附加细节。
光学变换元件106包括在光束150被GRIN元件104扩展或放大后对光束150进行变换的元件。在一些实施方式中，光学变换元件106可以包括基于玻璃的光学超材料、基于聚合物的材料、一个或多个衍射光学元件、一个或多个折射光学元件等。在一些实施方式中，光学变换元件106可以是双折射的，使得当光束150穿过光学变换元件106时，光束150的正交偏振经历不同的变换。在一些实施方式中，光学变换元件106的输入面可以粘附到GRIN元件104的输出面。下面描述关于光学变换元件106的附加细节。
在一些实施方式中，为了实现光学变换元件106与GRIN元件104的可接受的粘附(例如，拼接或结合)，光学变换元件106可以被平坦化，如下面参考图3A-3C进一步详细描述的。在一些实施方式中，光学变换元件106可以包括与变换光束150相关联的非平坦表面、非平坦表面上的平坦化层以及粘附到平坦化层的块体光学材料。在一些实施方式中，平坦化光学变换元件106可以实现结构质量和低损耗结合。在一些实施方式中，光学变换元件106的平坦化层的厚度可以被设计成防止粘附过程(例如，拼接过程)的热量损坏光学变换元件106的特征。
在一些实施方式中，当将GRIN元件104粘附到光学变换元件时，GRIN元件104和光学变换元件106之间可能需要或不需要横向对准。例如，当粘附GRIN元件104和光学变换元件106时，需要GRIN元件104和被设计为涡旋相位板(vortex phase plate)或透镜的光学变换元件106之间的横向对准(例如，以确保涡旋相位板的可接受性能)。相反，当粘附GRIN元件104和光学变换元件106时，GRIN元件104和被设计为分束器的光学变换元件106之间的横向对准可能不需要严格控制。然而，在光学变换元件106被夹在第一GRIN元件104和第二GRIN元件104之间的光学装置中(其示例在下面描述)，应该提供第一和第二GRIN元件104之间的横向对准(即，光纤与光纤对准)。
一般而言，GRIN光纤具有透镜特性，使得能够设计出能够操纵光纤的近场和/或远场强度的光学装置或光学系统(例如，光学装置100、光学装置120、本文所述的其他光学装置等)。这些透镜特性包括：(1)使用四分之一节距GRIN光纤相当于使用透镜进行光学傅里叶变换，其中透镜的焦距由GRIN光纤的折射率分布决定，以及(2)使用半节距GRIN透镜(或GRIN透镜系统)相当于使用透镜(或透镜系统)进行成像操作。这些透镜特性的使用也解决了上述与集成光纤和光学变换元件相关的挑战。例如，在光纤102和光学变换元件106之间使用放大倍数大于1的四分之一节距GRIN光纤(例如，如图1A的光学装置100)或GRIN伸缩镜(例如，如图1B的光学装置120)，可以相对于光学变换元件106的特征增加光束150的尺寸，从而增加衍射效率。
在图1B的光学装置120中，目标是增加由光纤102提供的光束150的尺寸，使得光学变换元件106上的光斑尺寸增加。在光学装置120中，光束150的光斑尺寸按因子M增加(例如，M＝f2/f1，其中f2是GRIN元件104b的焦距，f1是GRIN元件104a的焦距)。这里，为了实现放大(例如，M>1)，焦距f2应该大于焦距f1。给定GRIN光纤(例如GRIN元件104a或GRIN元件104b)的焦距f是基于给定GRIN光纤的纤芯尺寸(例如半径r)和给定GRIN光纤的数值孔径NA(例如f＝r/NA)。此外，给定GRIN光纤的四分之一节距长度QPL是基于给定GRIN光纤的焦距f和峰值折射率n(例如，QPL＝π×n×f/2)。因此，给定的GRIN光纤的长度与焦距f成比例，并且当f2>f1时(例如，在光学装置120的情况下)，GRIN元件104b的长度大于GRIN元件104a的长度。在一些实施方式中，当GRIN元件104a和GRIN元件104b具有相同的NA时，GRIN元件104b的长度与GRIN元件104a的长度之比也是由GRIN元件104提供的放大比。在一些实施方式中，GRIN元件104b的长度与GRIN元件104a的长度之比可以为大约2∶1至大约5∶1的范围(例如，取决于应用)。
提供图1A和1B所示的元件的数量和排列作为示例。实际上，光学装置100或光学装置120可以包括附加元件、更少的元件、不同的元件或与图1A和1B中所示的元件不同地布置的元件。附加地或替代地，光学装置100或光学装置120的一组元件(例如，一个或多个元件)可以执行被描述为由光学装置100或光学装置120的另一组元件执行的一个或多个功能。
在一些实施方式中，上述GRIN透镜的傅立叶变换和成像特性使得GRIN元件104和一个或多个光学变换元件106被用于调整光束150的光束形状(例如，在近场和/或远场)。图2A和2B是分别示出光学装置200和220的示例的示意图，包括GRIN元件104和一个或多个光学变换元件106，其可用于调整光束150的光束形状。
如图2A所示，光学装置200可以包括第一GRIN元件104(例如GRIN元件104-1)和第二GRIN元件104(例如GRIN元件104-2)。在一些实施方式中，第二GRIN元件104的输入面粘附到光学变换元件106的输出面，如图2A所示。在一些实施方式中，第二GRIN元件104可以被布置成在光束150被光学变换元件106变换之后操纵光束150。例如，在光学装置200的操作中，光纤102的近场被GRIN元件104-1(例如，四分之一节距GRIN光纤)扩展，经历来自光学变换元件106的设计相位，然后被GRIN元件104-2进行傅立叶变换。结果，光束150的强度分布可以在GRIN元件104-2的一端改变(根据初始光束150和光学变换元件106的经设计相位)。
如图2B所示，光学装置220可以包括第一GRIN元件104(例如GRIN元件104-1)和第二GRIN元件(例如GRIN元件104-2)、第一光学变换元件106(例如光学变换元件106-1)和第二光学变换元件106(例如光学变换元件106-2)。在一些实施方式中，第二GRIN元件104的输入面粘附到第一光学变换元件106的输出面，第二光学变换元件106的输入面粘附到第二GRIN元件104的输出面，如图2B所示。这里，在光束150被第二GRIN元件104操纵后，第二光学变换元件106可以变换光束150。例如，在光学装置220的操作中，光束150被第一GRIN元件104(例如，四分之一节距GRIN光纤)扩展，经历来自第一光学变换元件106的设计相位，被第二GRIN元件104(例如，四分之一节距GRIN光纤，其可以具有与第一GRIN元件104不同的焦距)进行傅立叶变换，然后经历第二光学变换元件106。元件的这种组合使得能够控制离开第二光学变换元件106的近场分布和远场分布。值得注意的是，在它们之间的具有傅立叶变换的两个光学变换元件106能够实现任意的强度和相位整形。
在一些实施方式中，对于光学装置200和光学装置220，产生的光场可以被中继到切割头，耦合到第二输送光纤等。在一些实施方式中，在光学装置220中，目标光纤可以粘附(例如，拼接)到第二GRIN元件104的输出面。在一些实施方式中，在光学装置220中，在一些情况下，目标光纤可以被粘附(例如，拼接或结合)到第二光学变换元件106的输出面，或者第二光学变换元件106之后可以是另一个GRIN元件104(例如，调整光束的大小)。
值得注意的是，虽然光学装置200和220中的第一和第二GRIN元件104不具有相同的焦距，但是在一些实施方式中，第一和第二GRIN元件104的焦距可以相同(例如，最佳尺寸比可以取决于应用)。
图2A和2B所示的元件的数量和排列被作为示例提供。实际上，与图2A和2B中所示的元件相比，光学装置200或光学装置220可以包括额外的元件、更少的元件、不同的元件或不同地布置的元件。特别地，有益的是，包括更多的光学变换元件106，且在它们之间具有四分之一节距的GRIN光纤元件，以便实现复杂的相位变换，这是仅用两个元件不可能实现的，或者需要非常复杂的光学变换元件。附加地或替代地，光学装置200或光学装置220的一组元件(例如，一个或多个元件)可以执行被描述为由光学装置200或光学装置220的另一组元件执行的一个或多个功能。
在一些实施方式中，为了解决将光学变换元件106直接粘附到光纤(例如，GRIN元件104)的问题，光学变换元件106可以是玻璃(例如，熔融石英、掺杂熔融石英、熔融石英、软玻璃等)材料结构上的平坦化元件。这种方法可以应用于许多种类的光学变换元件106，例如这样的光学变换元件106，其包括：在标准生长-蚀刻工艺中创建的光刻限定结构(只要可以进行平面化即可)、在大块材料中基于激光烧蚀的材料变形的结构、各向同性的并且不管偏振如何都具有相同相位效应的结构(即，通过制作圆对称特征)，或者各向异性的并且根据输入偏振具有不同效应的结构，使得能够实现潘查拉南-贝里相位元件。这种光学变换元件106可以以许多名称为人所知，并有许多变化，包括但不限于：光学超材料(opticalmetamaterials)、光学相息图(optical kinoforms)、二元光学器件、多级衍射光学器件等。
图3A-3C是示出与将光学变换元件106制造为玻璃材料架构上的平坦化元件相关联的示例的图。为了简单起见，结合图3A-3C描述的示例限于光刻蚀刻生长特征的特定超材料类。
在图3A中，具有正确设计的各向异性超材料能够将共轭相位施加到与光学变换元件106的非平坦表面304(例如，由一系列凹槽限定)平行(Pol1)和垂直(Pol 2)的极化上。这里，尽管光学变换元件106的衬底302是平面的，并且可以被制造得足够厚以粘附(例如，拼接)到GRIN元件104，但是光学变换元件106的非平坦表面304不是平坦的(即，非平面的)，并且可以相对较薄(例如，几十纳米的量级)。
在一些实施方式中，如图3B所示，可以通过在非平坦表面304上形成平坦化层306来使化光学变换元件106的顶表面平坦化。在一些实施方式中，光学变换元件106的顶表面可以用例如微米级二氧化硅层和后续的平坦化工艺来平坦化。然而，在一些情况下，平坦化工艺会使平坦化层306相对较薄，具有会被拼接工艺期间引入的热量损坏的精细特征。
因此，如图3C所示，块状光学材料308(例如，熔融石英、掺杂熔融石英、另一种类型的玻璃等)可以粘附(例如，晶片结合)到平坦化层306。这里，块状光学材料308的粘附可以在光学变换元件106的顶面上提供足够的厚度，使得拼接可以在不损坏光学变换元件106的结构的情况下进行。在一些实施方式中，将块状光学材料308粘附到平坦化层306可以在晶片尺度上进行，不需要精确对准。在一些实施方式中，可以使用扩散结合、化学激活结合等来执行将块状光学材料308粘附到平坦化层306。在一些实施方式中，在将块状光学材料308粘附到平坦化层306之后，可以将组合的晶片分割成一定尺寸(例如，大约1毫米)，每个晶片产生许多可用部分。
在一些实施方式中，GRIN元件104可以粘附到光学变换元件106上。例如，第一GRIN元件104可以光纤拼接到衬底302的底面，第二GRIN元件104可以光纤拼接到块状光学材料308的顶面。在一些实施方式中，一个或多个GRIN元件104可以扩散结合或化学活化结合到衬底302或块状光学材料308的顶面，而不是光纤拼接。
如上所述，提供图3A-3C作为示例。其他示例可以不同于针对图3A-3C所描述的。
在一些实施方式中，如上所述，光学变换元件106可以是双折射的，使得光束150的正交偏振经历不同的变换。例如，光学变换元件106可以包括各向异性超材料，作为潘查特南-贝里相位元件。这种材料能够制造圆偏振分束器，其中，一个圆偏振(例如，右旋圆偏振(RCP))相对于光学变换元件106的法向矢量以角度A定向，而相反的圆偏振(例如，左旋圆偏振(LCP))以角度-A定向(例如，线性偏振光束将被分成两半，50％以角度A偏转且50％以角度-A偏转)。因此，在一些实施方式中，光学变换元件106可以用于使光学装置能够提供光束150的基于偏振的光束路由。
图4A和图4B是与示例光学装置400相关联的图，该示例光学装置400包括光学变换元件106，该光学变换元件106能够实现偏振光源的基于偏振的光束路由。如图4A所示，光学装置400可以包括光纤102、第一GRIN元件104(例如GRIN元件104-1)、光学变换元件106和第二GRIN元件104(例如GRIN元件104-2)，以在光束150被光学变换元件106变换之后操纵光束150。这里，光学变换元件106是双折射的，使得光束150的正交偏振经历不同的变换。如进一步示出的，光学装置400可以进一步包括偏振变换器108(例如，基于弯曲或扭曲的偏振控制器)以操纵光纤102中的光束150的偏振，以及与输出光束150的组件相关联的多芯光纤110(其可以是多芯光纤、多同心芯光纤、具有多个引导内含物的光纤等)。如图所示，在一些实施方式中，多芯光纤110的输入面可以粘附到第二GRIN元件104的输出面。
在光学装置400的操作中，离开光纤102的光束150在通过光学变换元件106(例如超材料RCP/LCP分束器)之前，使用第一GRIN元件104(例如第一四分之一节距GRIN光纤)进行傅立叶变换和扩展。这里，光学变换元件106将光束150分成RCP分量和LCP分量。光束150的RCP分量和LCP分量然后穿过第二GRIN元件104(例如，第二四分之一节距GRIN光纤)，如上所述，第二GRIN元件104可以具有与第一GRIN元件104不同的焦距。这里，因为倾斜的傅立叶变换是位移，所以在穿过第二GRIN元件104之后，光束150的RCP分量将在空间中偏移距离d(这取决于第二GRIN元件104的焦距和光学变换元件106的设计)。LCP分量将位移一段距离-d。在这个示例中，如图4B所示，多芯光纤110是双芯光纤，其中每个芯的中心在相反的方向上从光纤中心轴偏移相同的距离。例如，多芯光纤110的第一芯(例如芯A)的中心位于距中心轴的距离d处，多芯光纤110的第二芯(例如芯B)的中心位于距中心轴的距离-d处。因此，光束150的RCP分量可以耦合到纤芯A中，而光束150的LCP分量可以耦合到纤芯B中。这里，当光源被偏振时，偏振可以由偏振变换器108操纵，那么光束150的光功率可以可控地被引导到多芯光纤110的纤芯A或纤芯B。
图4A和图4B中所示的元件的数量和布置被作为示例提供。实际上，与图4A和图4B中所示的元件相比，光学装置400可以包括额外的元件、更少的元件、不同的元件或者不同布置的元件。附加地或替代地，光学装置400的一组元件(例如，一个或多个元件)可以执行被描述为由光学装置400的另一组元件执行的一个或多个功能。
在一些实施方式中，即使在光源非偏振时，也可以提供类似于光学装置400所提供的偏振变换器。图5A和5B是与示例光学装置500相关联的图，该示例光学装置500包括光学变换元件106，该光学变换元件106能够实现非偏振光源的基于偏振的光束路由。如图5A所示，光学装置400可以包括光纤102、第一GRIN元件104(例如GRIN元件104-1)、第一光学变换元件106(例如光学变换元件106-1)和第二GRIN元件(例如GRIN元件104-2)，以在光束150被第一光学变换元件106变换之后操纵光束150。如进一步所示，光学装置500可以包括第一多芯光纤110(例如，多芯光纤110-1)和偏振变换器108，以操纵第一多芯光纤110中的光束150的偏振。在一些实施方式中，第一多芯光纤110的输入面可以粘附到第二GRIN元件104的输出面。
如进一步所示，光学装置500可以包括第三GRIN元件104(例如GRIN元件104-3)、第二光学变换元件106(例如光学变换元件106-2)和第四GRIN元件(例如GRIN元件104-4)，以在光束150被第二光学变换元件106变换之后操纵光束150。在一些实施方式中，第三GRIN元件104的输入面可以粘附到第一多芯光纤110的输出面。在一些实施方式中，第二光学变换元件106的输入面可以粘附到第三GRIN元件104的输出面。在一些实施方式中，第二光学变换元件106可以是双折射的，使得光束150的正交偏振在第二光学变换元件106处经历不同的变换。在一些实施方式中，第四GRIN元件104的输入面可以粘附到第二光学变换元件106的输出面。
如进一步所示，光学装置500可以包括第二多芯光纤或其他多导向区域光纤110。在一些实施方式中，第二多芯光纤110的输入面可以粘附到第四GRIN元件104的输出面。
在操作中，光纤102提供的光束150由第一GRIN元件104进行傅立叶变换，在光学变换元件106处经历LCP/RCP超材料分束器，并由第二GRIN元件104以类似于结合图4A和图4B描述的方式耦合到多芯光纤110(例如，双芯光纤)中。在光学装置500中，第一多芯光纤110穿过偏振变换器108。这里，偏振变换器108可以是基于压力的偏振控制器，其中，压缩轴垂直于连接多芯光纤110的两个纤芯的线，并且其中压力或者(1)施加适当的量以将RCP翻转到LCP，反之亦然(同时在两个纤芯中)，或者(2)不施加压力，并且两个纤芯中的偏振保持不变。多芯光纤110的输出被送入第二GRIN-分束器-GRIN装置(例如，包括第三GRIN元件104、第二光学变换元件106和第四GRIN元件104)。第四GRIN元件104的输出可以耦合到第二多芯光纤110中。在一些实施方式中，第二多芯光纤110可以是具有多个引导区域的光纤或多旋转光纤。图5B示出了第二多芯光纤110的可能横截面的示例。在一些实施方式中，如果在光学装置500中偏振没有被变换，则每个偏振在与第一偏移相同的方向上接收偏移，并且在第四GRIN元件104的末端，光束150的RCP分量被偏移2d的距离，并且LCP分量被偏移-2d的距离，由此两个偏振耦合纤芯(一个或多个)，所述纤芯中心位于与第二多芯光纤110的中心轴线偏离距离2d的位置(例如图5B中标记为n4的纤芯)。相反，如果在光学装置500中变换偏振，则由第二GRIN-分束器-GRIN装置引入的偏移抵消了由第一GRIN-分束器-GRIN装置(例如，包括第一GRIN元件104、第一光学变换元件106和第二GRIN元件104)引起的偏移。这里，LCP和RCP分量都被带回到轴线上，由此两个分量耦合到第二多芯光纤110的中心纤芯(例如，图5B中标记为n3的芯)。以这种方式，包括一个或多个光学变换元件106的光学装置可以用最少的移动部件来实现全光纤内光束转向(例如，用于使用光学装置400的偏振源，或者用于使用光学装置500的非偏振源)。
图5A和5B中所示的元件的数量和布置被提供作为示例。实际上，与图5A和5B所示的元件相比，光学装置500可以包括额外的元件、更少的元件、不同的元件或不同布置的元件。附加地或替代地，光学装置500的一组元件(例如，一个或多个元件)可以执行被描述为由光学装置500的另一组元件执行的一个或多个功能。
图6是示例过程600的流程图，用于在光束被光学装置的GRIN元件扩展或放大之后，使用光学装置的光学变换元件来变换光束，如本文所述。
如图6所示，过程600可以包括提供要被变换的光束，该光束由包括在光学装置中的光纤提供(框610)。例如，如上所述，光束(例如，光束150)可以由光学装置(例如，光学装置100、光学装置120、光学装置200、光学装置220、光学装置400、光学装置500等)的光纤(例如，光纤102)提供。
如图6中进一步示出的，过程600可以包括扩展或放大光束，该光束被包括在光学装置中的渐变折射率元件扩展或放大(框620)。例如，如上所述，光束可以被光学装置中包括的GRIN元件(例如，GRIN元件104)扩展或放大。在一些实施方式中，渐变折射率元件的输入面粘附到光纤的输出面。
如图6中进一步示出的，过程600可以包括在光束扩展或放大之后变换光束，该光束由光学装置中包括的光学变换元件变换(框630)。例如，如上所述，在光束扩展或放大之后，光束可以由光学装置中包括的光学变换元件(例如，光学变换元件106)变换。在一些实施方式中，光学变换元件的输入面粘附到渐变折射率元件的输出面。
如图6中进一步示出的，过程600可以可选地包括在通过光学变换元件变换光束之后操纵光束，该光束被包括在光学装置中的另一个GRIN元件操纵(框640)。例如，如上所述，在通过光学变换元件变换光束之后，光束可以被光学装置中包括的另一个GRIN元件(例如，第二GRIN元件104)或光纤操纵。在一些实施方式中，另一渐变折射率元件或光纤的输入面可以粘附到光学变换元件的输出面。在一些实施方式中，光束的操纵可以包括调整光束的尺寸(例如，进入输送光纤)。
过程600可以包括额外的实现，例如下面描述的和/或结合本文别处描述的一个或多个其他过程的任何单个实现或实现的任何组合。
在一些实施方式中，渐变折射率元件包括四分之一节距渐变折射率光纤，其中渐变折射率元件的输出面是四分之一节距渐变折射率光纤的输出面。
在一些实施方式中，渐变折射率元件包括渐变折射率伸缩镜，其包括第一四分之一节距渐变折射率光纤和第二四分之一节距渐变折射率光纤，其中渐变折射率元件的输出面是渐变折射率伸缩镜的输出面。
尽管图6示出了过程600的示例框，但是在一些实施方式中，过程600可以包括与图6中所描绘的那些块相比额外的块、更少的块、不同的块或者不同排列的块。附加地或替代地，过程600的两个或更多个块可以并行执行。
本文描述的一些实施方式提供了一种光学装置(例如，光学装置100、光学装置120、光学装置200、光学装置220、光学装置400、光学装置500等)，其包括一个或多个GRIN元件104和一个或多个光学变换元件106，其中一个或多个光学变换元件106被拼接或以其他方式结合到GRIN元件104上。在一些实施方式中，与一个或多个光学变换元件106相结合地使用GRIN元件104使得光学装置能够提供光纤102的近场和/或远场的调整。本文所述的实施方式能够在全光纤系统中实现多种可能的光束形状/光束整形光学装置。此外，这里描述的实施方式允许光学变换元件106被引入光纤系统，而不允许光束150进入自由空间。此外，这里描述的实施方式能够在例如多模系统中实现光纤内偏振变换/路由。
前述公开内容提供了说明和描述，但不旨在穷举或将实施方式限制于所公开的精确形式。可以根据上述公开内容进行修改和变化，或者可以从实现的实践中获得修改和变化。
即使特征的特定组合在权利要求中被引用和/或在说明书中被公开，这些组合并不旨在限制各种实施方式的公开。事实上，这些特征中的许多可以以权利要求中没有具体叙述和/或说明书中没有公开的方式进行组合。尽管下面列出的每个从属权利要求可以直接依赖于仅一个权利要求，但是各种实施方式的公开包括每个从属权利要求与权利要求集中的每个其他权利要求的组合。
除非明确说明，否则此处使用的任何元素、动作或指令都不应被解释为关键或必要的。此外，如本文所用，冠词“一”旨在包括一个或多个项目，并且可以与“一个或多个”互换使用此外，如本文所用，冠词“该”旨在包括与冠词“该”相关联的一个或多个项目，并且可以与“该一个或多个”互换使用此外，如此处所使用的，术语“组”旨在包括一个或多个项目(例如，相关项目、不相关项目、相关和不相关项目的组合等)，并且可以与“一个或多个”互换使用当只打算一个项目时，使用短语“仅一个”或类似的语言。此外，如这里所使用的，术语“具有”等意在是开放式术语。此外，短语“基于”旨在表示“至少部分基于”，除非另有明确说明。此外，如本文所用，术语“或”在串联使用时旨在包括在内，并且可以与“和/或”互换使用，除非另有明确说明(例如，如果与“任一”或“仅其中之一”结合使用)。
相关申请
本申请要求2020年1月21日提交的美国临时专利申请第62/963,837号的优先权，其内容通过引用全部合并于此。

Claims (20)

1.一种光学装置，包括：
用于提供光束的光纤；
用于扩展或放大光束的渐变折射率元件，
其中，渐变折射率元件的输入面粘附到光纤的输出面；和
光学变换元件，用于在光束被渐变折射率元件扩展或放大之后变换光束，
其中，光学变换元件的输入面粘附到渐变折射率元件的输出面。
2.根据权利要求1所述的光学装置，其中，所述渐变折射率元件包括四分之一节距渐变折射率光纤，
其中，渐变折射率元件的输出面是四分之一节距渐变折射率光纤的输出面。
3.根据权利要求1所述的光学装置，其中，所述渐变折射率元件包括渐变折射率伸缩镜，所述渐变折射率伸缩镜包括第一四分之一节距渐变折射率光纤和第二四分之一节距渐变折射率光纤，
其中，渐变折射率元件的输出面是渐变折射率伸缩镜的输出面。
4.根据权利要求1所述的光学装置，其中，所述渐变折射率元件是第一渐变折射率元件，并且其中，所述光学装置进一步包括：
第二渐变折射率元件，用于在光束被光学变换元件变换后操纵光束，
其中，第二渐变折射率元件的输入面粘附到光学变换元件的输出面。
5.根据权利要求4所述的光学装置，其中，所述光学变换元件是第一光学变换元件，并且其中，所述光学装置进一步包括：
第二光学变换元件，用于在光束被第二渐变折射率元件操纵之后变换光束，
其中，第二光学变换元件的输入面粘附到第二渐变折射率元件的输出面。
6.根据权利要求4所述的光学装置，其中，所述光学变换元件是双折射的，使得光束的正交偏振经历不同的变换，并且其中，所述光学装置进一步包括：
偏振变换器，用于操纵光纤中光束的偏振；和
多芯光纤，与输出光束相关联，多芯光纤的输入面粘附到第二渐变折射率元件的输出面。
7.根据权利要求4所述的光学装置，其中，所述光学变换元件是第一光学变换元件，并且其中，所述光学装置进一步包括：
第一多芯光纤，该第一多芯光纤的输入面粘附到第二渐变折射率元件的输出面；
偏振变换器，用于操纵第一多芯光纤中光束的偏振；
第三渐变折射率元件，该第三渐变折射率元件的输入面粘附到第一多芯光纤的输出面；
第二光学变换元件，该第二光学变换元件的输入面粘附到第三渐变折射率元件的输出面，
其中，第二光学变换元件是双折射的，使得光束的正交偏振经历不同的变换；
第四渐变折射率元件，该第四渐变折射率元件的输入面粘附到第二光学变换元件的输出面；和
第二多芯光纤，该第二多芯光纤的输入面粘附到第四渐变折射率元件的输出面。
8.根据权利要求1所述的光学装置，其中，所述光学变换元件包括：
与变换光束相关联的非平坦表面，
非平坦表面上的平坦化层，以及
粘附到平坦化层的块状光学材料。
9.一种光学系统，包括：
光纤装置，包括：
与对输入光纤所提供的光束进行扩展或放大相关联的一组渐变折射率光纤，
其中，所述一组渐变折射率光纤中的第一渐变折射率光纤的输入面粘附到输入光纤的输出面；和
光学变换元件，其与对通过第一渐变折射率光纤进行扩展或放大后的光束变换相关联，
其中，光学变换元件的输入面粘附到所述一组渐变折射率光纤中的特定渐变折射率光纤的输出面。
10.根据权利要求9所述的光学系统，其中，所述一组渐变折射率光纤包括一根或多根四分之一节距渐变折射率光纤。
11.根据权利要求9所述的光学系统，其中，所述一组渐变折射率光纤包括渐变折射率伸缩镜。
12.根据权利要求9所述的光学系统，其中，所述一组渐变折射率光纤包括第二渐变折射率光纤，
其中，第二渐变折射率光纤的输入面粘附到光学变换元件的输出面。
13.根据权利要求12所述的光学系统，其中，所述光学变换元件是第一光学变换元件，并且其中，所述光纤装置进一步包括：
第二光学变换元件，
其中，第二光学变换元件的输入面粘附到第二渐变折射率光纤的输出面。
14.根据权利要求12所述的光学系统，其中，所述光学变换元件是双折射的，使得光束的正交偏振经历不同的变换，并且所述光纤装置还包括：
偏振变换器，用于操纵输入光纤中光束的偏振；和
多芯光纤，多芯光纤的输入面粘附到第二渐变折射率光纤的输出面。
15.根据权利要求12所述的光学系统，其中，所述光学变换元件是第一光学变换元件，并且，所述一组渐变折射率光纤包括第三渐变折射率光纤和第四渐变折射率光纤，并且其中，所述光纤装置还包括：
第一多芯光纤，该第一多芯光纤的输入面粘附到第二渐变折射率光纤的输出面；
偏振变换器，用于操纵第一多芯光纤中光束的偏振；
第三渐变折射率光纤，该第三渐变折射率光纤的输入面粘附到第一多芯光纤的输出面；
第二光学变换元件，该第二光学变换元件的输入面粘附到第三渐变折射率光纤的输出面，
其中，第二光学变换元件是双折射的，使得光束的正交偏振经历不同的变换；
第四渐变折射率光纤，该第四渐变折射率光纤的输入面粘附到第二光学变换元件的输出面；和
第二多芯光纤，该第二多芯光纤的输入面粘附到第四渐变折射率光纤的输出面。
16.根据权利要求9所述的光学系统，其中，所述光学变换元件包括：
非平坦表面，
在非平坦表面上的平坦化层，以及
粘附到平坦化层的块状光学材料。
17.一种方法，包括：
提供要被变换的光束，该光束由包含在光学装置中的光纤提供，
扩展或放大该光束，该光束被包括在光学装置中的渐变折射率元件扩展或放大，
其中，渐变折射率元件的输入面粘附到光纤的输出面；和
在光束扩展或放大之后变换光束，光束由光学装置中包括的光学变换元件变换，
其中，光学变换元件的输入面粘附到渐变折射率元件的输出面。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述渐变折射率元件包括四分之一节距渐变折射率光纤，
其中，渐变折射率元件的输出面是四分之一节距渐变折射率光纤的输出面。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述渐变折射率元件包括渐变折射率伸缩镜，所述渐变折射率伸缩镜包括第一四分之一节距渐变折射率光纤和第二四分之一节距渐变折射率光纤，
其中，渐变折射率元件的输出面是渐变折射率伸缩镜的输出面。
20.根据权利要求17所述的方法，其中，所述渐变折射率元件是第一渐变折射率元件，并且其中，所述方法进一步包括：
在光束被光学变换元件变换之后，由第二渐变折射率元件操纵光束，
其中，第二渐变折射率元件的输入面粘附到光学变换元件的输出面。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020150333A1 (en) * 2001-02-17 2002-10-17 Reed William Alfred Fiber devices using grin fiber lenses
US20030179996A1 (en) * 2002-03-20 2003-09-25 Robert Fan Fiber optic apparatus with fiber fused lenses
CN1650206A (zh) * 2002-04-08 2005-08-03 奥普托古纳股份有限公司 用于单模光纤并具有渐变折射率光纤段的光准直器、展阔芯型单模光纤、以及相应的制造方法
CN1677146A (zh) * 2004-04-02 2005-10-05 比姆泰克公司 光纤准直透镜和方法
CN203037892U (zh) * 2012-12-25 2013-07-03 中国电子科技集团公司第二十三研究所 一种高功率光纤准直器
CN105081565A (zh) * 2015-08-10 2015-11-25 武汉华工激光工程有限责任公司 一种用整形光束进行材料加工的系统及方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5076672A (en) * 1988-09-20 1991-12-31 Nippon Telegraph & Telephone Corporation All-optical switch apparatus using a nonlinear etalon
JP3228862B2 (ja) * 1995-11-27 2001-11-12 松下電器産業株式会社 光電圧センサ
US6574015B1 (en) * 1998-05-19 2003-06-03 Seagate Technology Llc Optical depolarizer
AU1215400A (en) * 1998-10-21 2000-05-08 Paul G. Duncan Methods and apparatus for optically measuring polarization rotation of optical wave fronts using rare earth iron garnets
US8036506B2 (en) * 2009-03-27 2011-10-11 Lightwaves 2020, Inc. Multi-fiber section tunable optical filter
WO2012088361A2 (en) * 2010-12-21 2012-06-28 Ofs Fitel, Llc Multicore collimator
CN104136952B (zh) 2011-12-09 2018-05-25 朗美通运营有限责任公司 用于改变激光束的光束参数积的光学器件和方法
US20130331689A1 (en) * 2012-06-07 2013-12-12 Poincare Systems, Inc. Rotating shaft containing optical waveguide
US9927575B2 (en) * 2015-06-25 2018-03-27 Huawei Technologies Co., Ltd. Optical coupling using polarization beam displacer
KR102550742B1 (ko) * 2016-12-14 2023-06-30 매직 립, 인코포레이티드 표면 정렬 패턴들의 소프트-임프린트 복제를 이용한 액정들의 패터닝

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020150333A1 (en) * 2001-02-17 2002-10-17 Reed William Alfred Fiber devices using grin fiber lenses
US20030179996A1 (en) * 2002-03-20 2003-09-25 Robert Fan Fiber optic apparatus with fiber fused lenses
CN1650206A (zh) * 2002-04-08 2005-08-03 奥普托古纳股份有限公司 用于单模光纤并具有渐变折射率光纤段的光准直器、展阔芯型单模光纤、以及相应的制造方法
CN1677146A (zh) * 2004-04-02 2005-10-05 比姆泰克公司 光纤准直透镜和方法
CN203037892U (zh) * 2012-12-25 2013-07-03 中国电子科技集团公司第二十三研究所 一种高功率光纤准直器
CN105081565A (zh) * 2015-08-10 2015-11-25 武汉华工激光工程有限责任公司 一种用整形光束进行材料加工的系统及方法

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