輸出光斑可調(diào)的DOE實(shí)際上是在DOE表面設(shè)立不同的衍射功能區(qū)（子孔徑），每個(gè)DOE分區(qū)通過表面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)都能獨(dú)立產(chǎn)生特定的衍射圖案。這樣在使用具有多個(gè)子孔徑的DOE時(shí)，就可以通過改變光束與DOE之間的位置、光束直徑的大小或者改變光束相對(duì)于DOE中心的位置，實(shí)現(xiàn)不同的衍射圖案輸出，例如不同衍射圖案的獨(dú)立輸出、衍射圖案組合、組合圖案的相對(duì)強(qiáng)弱轉(zhuǎn)化或衍射圖案的大小變化。

這種衍射調(diào)制的也稱為功能可調(diào)的光束整形，能夠在很大的自由度范圍內(nèi)調(diào)制輸出圖案或圖案的組合。輸出光斑可調(diào)的DOE又稱為功能可調(diào)的衍射光學(xué)元件，多功能DOE，多合一DOE。

功能可調(diào)的DOE概念

利用子孔徑（分區(qū)）可以實(shí)現(xiàn)形狀可調(diào)。在這種成形中，光學(xué)元件的有效孔徑被劃分為離散的或連續(xù)變化的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域都有自己的光學(xué)功能。入射到該元件的激光束被子孔徑分割為子光束，每個(gè)子光束都受到其單獨(dú)修正的影響，終產(chǎn)生不同的效果。子孔徑可以具有相等或不同的面積，并且具有不同的形狀，例如角段、條紋或正方形。在有效孔徑內(nèi)移動(dòng)激光束會(huì)改變?nèi)肷涞矫總€(gè)子孔徑上的能量。此效果用于整體光學(xué)功能調(diào)整。具有子孔徑的光學(xué)元件的一些基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。

對(duì)于圖3所示的DOE，子孔徑具有兩種不同的功能，可以將光束整形為帶有周圍環(huán)的中心點(diǎn)。這種強(qiáng)度形狀用于各種組件的切割和焊接，并且已知可以提供改進(jìn)的工藝結(jié)果，根據(jù)具體應(yīng)用調(diào)整中心點(diǎn)與環(huán)的比率。同樣的柔性整形也可以通過將x-y平移支架和子孔徑DOE光束整形器集成到激光頭中來實(shí)現(xiàn)。在DOE的有效孔徑內(nèi)調(diào)整位置可以控制子孔徑之間的比率，從而控制形狀。

圖4所示的DOE是被使用的三點(diǎn)光斑整形器原理，即使用三個(gè)耦合的光纖激光源實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)條紋光束和一個(gè)主光束。 在基于DOE的模擬中，有效孔徑由三個(gè)子孔徑組成。 具有棱鏡功能的兩個(gè)小孔徑使兩個(gè)條紋光束偏轉(zhuǎn)，一個(gè)具有光束整形功能的大中心子孔徑使主光斑偏轉(zhuǎn)。在DOE的有效孔徑內(nèi)調(diào)整位置可以控制子孔徑之間的比率，從而控制形狀。

另一個(gè)有趣的可調(diào)成形解決方案是使用如圖5所示的兩個(gè)或多個(gè)有效孔徑的徑向擴(kuò)展區(qū)域。

如圖6所示，可使用手動(dòng)或電動(dòng)擴(kuò)束器/可變軸錐望遠(yuǎn)鏡調(diào)整光束相對(duì)于孔徑的位置，進(jìn)而調(diào)整DOE徑向子孔徑上的能量大小。如果使用普通擴(kuò)束器，該可用于中心孔徑始終具有一定功率的形狀（靜態(tài)形狀和多點(diǎn)）。如果使用軸錐望遠(yuǎn)鏡，則可以通過增大和減小環(huán)直徑（即改變軸角距離）來切換形狀。