输出光斑可调的DOE

       输出光斑可调的DOE实际上是在DOE表面设立不同的衍射功能区（子孔径），每个DOE分区通过表面结构的设计都能独立产生特定的衍射图案。这样在使用具有多个子孔径的DOE时，就可以通过改变光束与DOE之间的位置、光束直径的大小或者改变光束相对于DOE中心的位置，实现不同的衍射图案输出，例如不同衍射图案的独立输出、衍射图案组合、组合图案的相对强弱转化或衍射图案的大小变化。这种衍射调制的方法也称为功能可调的光束整形方法，能够在很大的自由度范围内调制输出图案或图案的组合。输出光斑可调的DOE又称为功能可调的衍射光学元件，多功能DOE，多合一DOE。

M型光斑。 中心和拐角之间的强度比可以通过上面子孔径部分中所述的相同方法即时调整以适应特定的工艺需求。 实时控制和闭环反馈可以使此过程更加精确。 图9显示了方形M型光斑的强度分布示例。

调整M2的光束整形方法

除了将激光输出到一个特定空间强度分布的标准光束整形外，还有另一个非常有趣的想法是多模激光的合成光束整形（或M2变换）。

通常，焊接应用中使用的高度多模激光器由于M2值高而无法紧密聚焦。 对于光纤耦合kW激光器，功率与非相干性之间存在内在联系——通常，功率越高，光纤数值孔径（NA）越大，M2越高。 因此，当以非常高的功率工作时，通过标准整形无法实现具有良好焦深的紧密聚焦。

一种实现缩小聚焦和增加聚焦深度的方法是在正交轴上操纵激光光束质量，以使其中一个轴变得非常相干而第二个轴变得非常不相干。总体而言，空间连贯性仅略微增加。当前，M2转换有两种已知的形式——x-y坐标和R-θ坐标。

我们在图11中演示了如何在M2变换之后使用当前使用的形状。左下角的小图形表示现有的形状，而大图像表示使用M2变换可能会改善的形状。

图11a中展示出了用于钎焊和焊接的三点激光整形方法。在这种方法中，通常沿箭头方向扫描斑点。通过M2变换，可以在保持与当前形状相同的功率密度的同时，实现更窄的中心点和环绕点。这样可以钎焊具有更窄和更小接缝的特征。

图11b描述了类似的概念，但是以极坐标表示。 与中心点相比，环形光束具有相同的功率密度，并且环形厚度更窄。

图11c显示，可以通过M2转换实现非常态分布，而这在高度多模激光器的正常成形中是不可能的。如果没有M2变换，对于较小的环直径，环将重叠，而对于转换后的光束，环可具有较小的分离角度。