CN107924023B - 具有用于增加的光束参数乘积的中心折射率受抑制的纤维 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种方法，包括：生成具有初始光束参数乘积(bpp)的多模激光束，并将所述多模激光束引导到纤维的输入端，以便在所述纤维的输出处产生具有最终bpp的输出光束，所述最终bpp大于所述初始bpp。另一种方法包括：测量与从激光源产生并从输出纤维输出端发射的多模激光束相关联的基础bpp，确定所述多模激光束的bpp增加，并且选择具有输入端和输出端的bpp增加光纤，使得耦合到所述输入端的具有所述基础bpp的所述多模激光束在与所述确定的bpp增加相对应的所述bpp增加光纤的所述输出端处具有输出bpp。

Description

具有用于增加的光束参数乘积的中心折射率受抑制的纤维

相关专利申请的交叉引用

本申请要求2015年7月8日提交的美国临时申请62/190,047的权益，该申请以引用方式并入本文。

技术领域

该领域涉及激光系统中的光纤。

背景技术

在许多激光系统应用中，卓越的激光性能往往需要卓越的激光束质量。虽然通常需要对应于最高可实现光束质量的高斯光束分布，但是激光加工和材料加工中的许多应用可从具有其他形状的光束分布受益。此外，激光加工供应链的各个步骤可以从具有可预测的光束质量中受益。尽管用于最大化激光束质量的方法已经受到很多关注，但是仍然缺乏用于制造具有特定的降低光束质量的激光的方法。因此，需要克服这些缺陷的解决方案。

发明内容

根据一方面，一种方法包括：生成具有初始光束参数乘积的多模激光束，并将多模激光束引导到纤维的输入端，以便在纤维的输出处产生具有最终光束参数乘积的输出光束，该最终光束参数乘积大于初始光束参数乘积。

根据另一方面，一种装置包括：激光源，其被定位成产生具有相关联的光束参数乘积的激光束；输出纤维，其光学耦合到该激光源并且具有限定输出光芯直径的折射率，并且被定位成从激光源接收激光束；以及光学参数乘积增加纤维，其芯直径等于输出光芯直径，并且光学耦合到输出纤维，以便接收来自输出纤维的激光束，并将激光束的光束参数乘积增加到选定的值。

根据另一方面，一种方法包括：测量与从激光源产生并从输出纤维输出端发射的多模激光束相关联的基础光束参数乘积；确定多模激光束的光束参数乘积增加；并且选择具有输入端和输出端的光束参数乘积增加光纤，使得耦合到输入端的具有基础光束参数乘积的多模激光束在与所确定的光束参数乘积增加相对应的光束参数乘积增加光纤的输出端处具有输出光束参数乘积。

在一些示例中，多模纤维包括中心芯和位于中心芯周围的外部芯，其中与外部芯相关联的折射率大于中心芯的折射率。包层位于中心芯周围，其中包层的折射率小于与外部芯相关联的折射率并且小于与中心芯相关联的折射率。在一些示例中，内部芯限定少数模芯。在其他示例中，外部芯包括与至少第一折射率和第二折射率相关联的部分，其中所述第一折射率和所述第二折射率中的一者或两者大于芯的折射率。

从下面参照附图进行的详细描述中，所公开技术的前述和其他目的、特征和优点将变得更加明显。

附图说明

图1是代表性的激光装置的示意图。

图2是增加多模激光束的光束参数乘积(bpp)的代表性方法的流程图。

图3是将多模激光束bpp增加到选定的bpp或bpp范围的代表性方法的流程图。

图4示出了可以增加bpp的代表性纤维的八个代表性折射率分布(即作为径向坐标的函数的折射率)。在这些示例中，折射率分布是径向对称的，并且为了便于说明，仅标记了折射率分布的一部分。

图5A是代表性光束强度分布和相关联的折射率分布。

图5B是对应于图5A的光束强度分布的横截面图。

具体实施方式

如在本申请和权利要求书中所使用的，除非上下文另有明确指出，否则单数形式的词语“一个”、“一种”和“该”包括复数形式。此外，术语“包括”表示“包含”。此外，术语“耦合”不排除耦合项之间中间元件的存在。

在此描述的系统、装置和方法不应被解释为以任何方式进行限制。相反，本公开涉及各种公开的实施方案的所有新颖的和非显而易见的特征和方面，单独地以及彼此的各种组合和子组合。所公开的系统、方法和装置不限于任何特定方面或特征或其组合，所公开的系统、方法和装置也不要求存在任何一个或多个特定优点或解决问题。任何操作理论都是为了便于解释，但所公开的系统、方法和装置不限于这种操作理论。

尽管为了便于表示，以特定的先后顺序描述了某些公开的方法的操作，但是应该理解的是，除非在下文中通过特定语言要求特定的顺序，否则这种描述的方式包含重新安排。例如，顺序描述的操作在一些情况下可以被重新安排或同时执行。而且，为了简单起见，附图可能没有示出所公开的系统、方法和装置可与其他系统、方法和装置结合使用的各种方式。此外，该描述有时使用术语诸如“产生”和“提供”来描述所公开的方法。这些术语是对所执行的实际操作的高度抽象。对应于这些术语的实际操作将根据具体实施而有所不同，并且容易被本领域的普通技术人员识别。

在一些示例中，值、过程或装置被称为“最低”、“最佳”、“最小”等。应该理解，这样的描述旨在表示可以对许多所使用的功能替代项进行选择，并且这样的选择不需要更好、更小或以其他方式优于其他选择。参照“上方”、“下方”、“上”、“下”等指示的方向来描述示例。这些术语用于方便描述，但并不意味着任何特定的空间取向。

如本文所用，光学辐射是指波长介于约100nm与10μm之间，并且典型地介于约500nm与2μm之间的电磁辐射。基于可用激光二极管源和光纤的示例通常与约800nm和1700nm之间的波长相关联。在一些示例中，传播的光学辐射被称为具有直径、不对称快轴和慢轴、光束横截面积以及光束散度的一条或多条光束，所述项可取决于光束波长和用于光束成形的光学系统。为了方便，在一些示例中，光学辐射被称为光，并且不需要在可见波长。

参照光纤来描述代表性实施方案，但是也可以使用具有正方形、矩形、多边形、卵形、椭圆形或其他横截面的其他类型的光波导管。光纤典型地由掺杂(或不掺杂)的二氧化硅(玻璃)形成，以便提供预定的折射率或折射率差。在一些示例中，纤维或其他波导管由其他材料制成，诸如氟锆酸盐、氟铝酸盐、氟化物或磷酸盐玻璃、硫属化合物玻璃或诸如蓝宝石的晶体材料，具体取决于所感兴趣的波长。二氧化硅和氟化物玻璃的折射率通常约为1.5，但是诸如硫属化合物的其他材料的折射率可以是3或更大。在其他示例中，光纤可以部分地由塑料所构成。在典型示例中，诸如纤维芯的掺杂波导管芯提供响应于泵浦的光学增益，并且芯和包层近似同心。在其他示例中，芯和包层中的一个或多个是偏心的，并且在一些示例中，芯和包层取向和/或位移沿波导管长度而变化。

如本文所用，数值孔径(NA)是指相对于光学波导管所限定的传播轴的最大入射角，传播光学辐射被大体上限制在该传播轴。在光纤中，纤维芯和纤维包层可以具有相关联的NA，通常分别由芯和包层或相邻包层之间的折射率差所限定。尽管以此NA传播的光学辐射通常被很好地限制，但是相关联的电磁场诸如消逝场通常延伸到相邻的包层中。在一些示例中，芯NA与芯/内部包层或内部芯/外部芯折射率差相关联，并且包层NA与内部包层/外部包层折射率差相关联。对于具有芯折射率n_芯和包层折射率n_包层的光纤，光纤芯NA为

对于具有内部芯和与内部芯相邻的外部芯的光纤，包层NA为

其中n_内部和n_外部分别是内部包层和外部包层的折射率。如上所述的光束也可以称为具有与光束角半径相关联的光束NA。尽管下面描述了多芯阶跃折射率光纤，但是也可以使用梯度折射率设计。一些示例包括支持少数模式的纤维，可被称为“少数模”纤维。这样的纤维具有定义为V＝2·π·a·NA/λ的归一化频率参数(V数)，其中λ是真空波长，“a”是纤维芯半径，并且NA是数值孔径。对于较大的V数，纤维支持的模式“M”的总数“t”约为M＝4·V²/π²+2。对于单模纤维，V小于约2.405。如本文所用，少数模纤维被定义为V数小于约5、10或20的纤维。

在本文公开的一些示例中，波导管芯诸如光纤芯可以掺杂诸如Nd、Yb、Ho、Er的稀土元素，或者其他有源掺杂物或其组合。这种有源掺杂的芯可响应于光学或其他泵浦而提供光学增益。如下所述，具有这种有源掺杂物的波导管可用于形成光学放大器，或者如果提供有合适的光学反馈诸如反射层、反射镜、布拉格光栅或其他反馈机构，则这种波导管可以产生激光发射。可以将光泵浦辐射布置成在波导管中相对发射的激光束或放大光束的传播方向同向传播和/或对向传播。在进一步的示例中，可以在波导管芯中掺入一种或多种无源掺杂物诸如Ge、P、Al、F1和B，以增加、减小或保持折射率。

激光束参数乘积(bpp)通常等于激光束腰的半径与激光束发散的半角的乘积。激光束的bpp与相应的理想高斯光束的bpp之比提供了M²光束质量值，用于比较不同光束。示例性的激光束通常包含多个横向光学模式。这种多模(或少数模)光束通常具有大于约2的M²值，而单模光束通常具有小于约2的M²值。在一些示例中，单模光束和多模光束分别具有小于或大于约1.8、1.6、1.5、1.4或更低值的M²值。在典型示例中，多模光束在一个或多个横向光学模式中至少具有很大一部分多模光束的能量含量高于基本LP₀₁模式。尽管可以使用其他归一化或平均化选项，但通常从中心到光束具有光束峰值强度的1/e²值的位置测量光束半径。发散角通常在远场中确定，诸如从光束焦点的几个瑞利长度。

参照图1，激光装置100包括激光源102、输出纤维104、光束参数乘积增加光纤106和递送纤维108。激光源102产生耦合到输出纤维104中的激光束103，以便在输出纤维104的输出端提供输出光束105，该输出光束具有特定的基础光束参数乘积(bpp)或在特定的光束参数乘积范围内。来自输出纤维104的输出光束105耦合到bpp增加光纤106的输入端。输出光束105通过bpp增加光纤106传播，并且在bpp增加光纤106的输出端提供最终bpp，该最终bpp大于输出纤维104的输出端的基础bpp，以便形成bpp增加的输出光束107。Bpp增加的输出光束107耦合到递送纤维108中，并且递送纤维108被定位成将bpp增加的输出光束107递送到目标。在一个示例中，输出光束具有为1.07的M²。在约1080nm的工作波长处的对应基础bpp约为0.37mm·mrad。在传播通过bpp增加光纤106之后，bpp增加的输出光束107具有大约0.49mm·mrad的最终bpp。

在代表性示例中，输出纤维104是阶跃折射率纤维，并且bpp增加光纤106是无源抑制中心折射率纤维，其包括具有选定折射率的中心芯区域和围绕中心芯区域的至少一个外部芯区域，该外部芯区域具有比中心芯区域更高的折射率。通常，输出纤维104芯的直径基本上等于bpp增加光纤106和递送纤维108的芯直径。Bpp增加光纤106的输入端接合到输出纤维104的输出端，并且bpp增加光纤106的输出端接合到递送纤维108的输入端。典型的接合方法包括熔接或纤维端接。在典型示例中，与在bpp增加光纤106的输入端和输出端处通过接头传播光束相关联的耦合损耗小于约5％、2％、1％、0.5％或0.1％。当被引导向某个目标或集中在某个目标时，输出光束105传播通过bpp增加光纤106为bpp增加的输出光束107提供了例如环形或环状的横向强度分布。在一些示例中，横向强度分布包括在bpp增加的输出光束107周向边缘处强度的急剧减小。虽然其他斜降也是可能的，但示例性斜降包括：在光束半径R的5％上，降低对应于最大光束强度I_MAX的90％；在光束半径的10％上，降低80％；或者在光束半径的20％上，降低60％。在大功率激光材料加工例如金属切割中，这样的强度下降可以提供有利的结果，诸如更平滑的切割表面。在进一步的示例中，bpp增加光纤106可以是与递送纤维108相同的纤维。

在图2中，方法200包括：在202处，生成具有初始bpp的多模光束，并且在204处，将多模光束引导至光纤的输入端，该光纤被定位成在光纤的输出处产生多模输出光束，该多模输出光束具有大于初始bpp的最终bpp。通过使光束传播通过光纤，光纤通常将对应的初始bpp增加到最终bpp。在代表性示例中，多模输出光束通过光纤无源地传播。可以改变纤维长度以便调节相应的bpp增加。可以改变纤维折射率以便同样调节相应的bpp增加。用于增加bpp的合适的折射率分布包括：包含中心区域的分布，该中心区域具有相对相邻侧边区域较低的折射率。可以相对初始bpp选择与通过光纤的传播相关联的最终bpp，使得最终bpp在所选值的bpp容差(约±25％、±10％、±5％、±2％、±1％)内。在206处，具有增加的bpp的多模输出光束被引导到递送纤维，使得多模输出光束可被递送到目标。在典型示例中，多模输出光束具有1-100kW的平均光功率，并且增加多模输出光束的bpp的传播还重新形成了横向强度分布，使得多模输出光束包括强度比具有高斯分布的光束下降更加剧烈的侧边区域。

参照图3，方法300包括：在302处，测量与从相应激光源产生的多模激光束相关联的基础bpp。可以通过将光功率测量或检测仪器(诸如光束分析仪)定位在多模激光的路径上来测量基础bpp，所述多模激光从与激光源相关联的输出纤维的输出端发射。在304处，为多模激光束确定从基本bpp到最终bpp的bpp增加。在306处，选择bpp增加纤维，该纤维基于所测量的基础bpp在bpp增加纤维的输出端为多模激光束提供相应的最终bpp。在一些示例中，多个bpp增加纤维盒可以包括单独的bpp增加纤维，该纤维对应于特定的bpp增加。基于所测量的bpp差异和/或基本bpp和最终bpp，以及其他纤维或系统规格(例如，芯直径、系统功率)，可以从多个盒中选择合适的bpp增加纤维。也可根据光束焦点处或附近的合适光束强度分布来选择bpp增加纤维。例如，可以通过选择多个不同的bpp增加纤维中的一个来实现确定的bpp增加，每个bpp增加纤维为对应的多模激光束提供了不同的选定光束强度分布，该多模激光束被引导通过bpp增加纤维。

在308处，选定的bpp增加纤维的输入端被接合到发射多模激光束的输出纤维的输出端。在310处，bpp增加纤维的输出端被接合到递送纤维的输入端。在代表性示例中，输出纤维、bpp增加纤维和递送纤维的芯直径相等，并且与通过熔接接头传播的多模激光束相关联的复合接头损耗小于约5％、2％、1％、0.1％或更低值，所述熔接接头将bpp增加纤维光学耦合到输出纤维，并且耦合到递送纤维。Bpp增加纤维和递送纤维可被定位成将bpp增加的多模激光束引导至目标或耦合光学器件，该耦合光学器件又将多模激光束引导至目标。尽管bpp增加纤维和递送纤维可以弯曲或盘绕，但在典型的激光装置示例中，多模激光束被引导至目标而没有显著的弯曲。在安装到台架或扫描装置的激光头中，bpp增加纤维和递送纤维的接合处通常不涉及显著的弯曲。因此，对于产生所选择的横向强度分布的bpp增加纤维，通常避免与此类弯曲相关联的光学损耗。这样的损耗避免允许此类bpp增加纤维的实际使用，并且还允许选择横向强度分布，而无需额外的光学器件来修改多模激光束的横向强度分布。

参照图4，示出了不同bpp增加纤维的横截面的几个折射率分布(即作为径向坐标的函数的折射率)。该折射率分布通常关于bpp增加纤维的中心轴对称，但应理解，也可以使用不对称分布。在分布400中，中心芯区域402具有折射率n_中心，并且外部芯区域404包括凸起部分406，该部分具有大于n_中心的n_侧边折射率。具有折射率n_包层的包层区域408被定位成与中心和外部芯区域402、404径向相邻。在典型示例中，中心芯区域402的n_中心与凸起部分406的n_侧边之间的折射率差异与多模光束的bpp增加相关联，该多模光束通过具有折射率分布(诸如折射率分布400)的bpp增加纤维进行耦合。可以在不改变折射率n_侧边的情况下降低折射率n_中心，可以在不改变n_中心的情况下增加_侧边，并且可以在降低n_中心的同时增加n_侧边。

在分布410中，中心芯区域412具有折射率n_中心，并且外部芯区域414包括凸起部分416，该部分具有大于n_中心的n_侧边1折射率。外部芯区域414还包括外部部分418，该部分具有小于n_中心的折射率n_侧边2。在分布420中，中心芯区域422具有折射率n_中心，并且外部芯区域424。外部芯区域424包括：凸起部分426，该凸起部分具有大于n_中心的折射率n_侧边1；以及另一个凸起部分428，该凸起部分具有小于n_侧边1但大于n_中心的折射率n_侧边2。

在分布430中，中心芯区域432具有折射率n_中心，且外部芯区域434具有从内部折射率n_侧边1线性可变的折射率，该内部折射率线性地减小到外部折射率n_侧边2，并且该外部折射率大于n_中心。在一些示例中，内部折射率n_侧边1可以线性增加至外部折射率n_侧边2。在另一个分布440中，中心芯区域442具有折射率n_中心，并且外部芯区域444包括沿径向间隔且相继凸起的部分446、447、448，每个部分具有对应的折射率n_侧边1、n_侧边2、n_侧边3。在分布450中，中心芯区域452具有折射率n_中心，并且外部芯区域454包括多个凸起部分456，每个部分具有折射率n_侧边。凸起部分456可以等间隔或以可变间隔隔开，并且凸起部分456的最外部分可以与带包层458的外部芯区域454的边界重合。

在分布460中，中心芯区域462具有折射率n_中心，并且外部芯区域464具有可变折射率n_侧边(R)，该折射率具有圆形形状或其他连续或不连续的折射率变化。可变折射率n_侧边也可具有圆形以外的形状，诸如椭圆、正弦曲线、单调、非单调等。中心芯区域462的折射率n_中心也是可变的。在分布470中，中心芯区域472包括具有折射率n_中心1的中心凸起部分474和具有折射率n_中心2的相邻下部476，并且该折射率低于n_中心1。外部芯区域478具有大于n_中心1和n_中心2的折射率n_侧边。应该理解，图4所示分布的各种折射率形状和分布特征可以组合形成其他分布。

参照图5A，曲线描绘了从光纤的中心光轴502延伸的折射率分布500的一部分，其中光纤芯的折射率约为1.4530。在距离中心光轴502约5μm处，芯的折射率阶跃增加504至约1.4535，其延伸到距离中心光轴502约14.5μm处的芯边界506。在芯处或附近的近场横向强度光束分布508的一部分覆盖在折射率分布500上。横向强度光束分布508包括具有比相邻侧边部分512更低强度的中心部分510。侧边部分512在芯边界506外的消逝尾中迅速减小到零强度。图5B示出了对应于图5A的近场横向强度光束分布508。

鉴于所公开的技术的原理可以应用于许多可能的实施方案，应当认识到，所示出的实施方案仅仅是所公开的技术的优选示例，而不应被视为限制范围。例如，bpp增加纤维可以与其他纤维一起使用或不与其他纤维一起使用，并且可以类似地配置光纤以外的光学波导管以增加bpp。相反，所公开的技术的范围由以下权利要求限定。因此，我们要求落在该范围内以及符合这些权利要求精神的一切内容的所有权。

Claims (25)

1.一种激光束生成方法，包括：

生成具有初始光束参数乘积的多模激光束；以及

将所述多模激光束引导到光束参数乘积(bpp)增加纤维的输入端，以便在所述光束参数乘积增加纤维的输出处产生具有最终光束参数乘积的输出光束，基于所述光束参数乘积增加纤维的所选折射率分布，所述最终光束参数乘积大于所述初始光束参数乘积。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述初始光束参数乘积被增加到所述最终光束参数乘积，使得所述最终光束参数乘积处于所选最终光束参数乘积值的±5％的容差内。

3.根据权利要求1所述的方法，其中与所述光束参数乘积增加纤维相关联的所述多模激光束的耦合损耗小于约1％。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述耦合损耗小于约0.2％。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述光束参数乘积增加纤维的所述折射率分布包括在纤维芯的中心区域中的折射率，所述折射率低于所述纤维芯的外部区域中的折射率。

6.根据权利要求1所述的方法，其中在与纤维中心折射率相关联的所述光束参数乘积增加纤维的中心区域中的所述输出光束的近场横向强度低于在与纤维外部折射率相关联的所述光束参数乘积增加纤维的外部区域中的所述输出光束的近场横向强度。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述光束参数乘积增加纤维是无源纤维。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括将具有所述最终光束参数乘积的所述多模激光束引导至递送纤维的输入，所述递送纤维被定位成将所述输出光束引导至目标。

9.一种激光束生成装置，包括：

激光源，所述激光源被定位成产生激光束并且具有相关联的光束参数乘积；

输出纤维，所述输出纤维光学耦合到所述激光源并且具有限定输出纤维芯直径的折射率，并且被定位成从所述激光源接收所述激光束；以及

光学参数乘积(bpp)增加纤维，所述光学参数乘积增加纤维具有与所述输出纤维芯直径相对应的芯直径，并且光学耦合到所述输出纤维，以便接收来自所述输出纤维的所述激光束，并基于所述光束参数乘积增加纤维的折射率分布将所述激光束的所述光束参数乘积增加到选定的值。

10.根据权利要求9所述的装置，还包括递送纤维，所述递送纤维光学耦合到所述光束参数乘积增加纤维，并且被定位成将具有增加的光束参数乘积的激光束引导至目标。

11.根据权利要求10所述的装置，其中与耦合所述光束参数乘积增加光纤、所述输出纤维和所述递送纤维相关联的耦合损耗小于约1％。

12.根据权利要求9所述的装置，其中所述光束参数乘积增加纤维是无源纤维。

13.根据权利要求9所述的装置，其中所述折射率分布包括所述光束参数乘积增加纤维的中心芯区域折射率，所述中心芯区域折射率小于所述光束参数乘积增加纤维的外部芯区域折射率。

14.根据权利要求9所述的装置，其中所述光束参数乘积增加光纤被定位成提供具有环形横向强度分布的发射的激光束。

15.一种激光束调节方法，包括：

测量与从激光源产生并从输出纤维输出端发射的多模激光束相关联的基础光束参数乘积；

确定所述多模激光束的光束参数乘积增加；以及

选择具有输入端和输出端并具有与将输入光束的光束参数乘积增加预定量相关联的折射率分布的光束参数乘积增加光纤，使得耦合到所述输入端的具有所述基础光束参数乘积的所述多模激光束在与所述确定的光束参数乘积增加相对应的所述光束参数乘积增加光纤的所述输出端处具有输出光束参数乘积。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括：

将所述光束参数乘积增加光纤的所述输入端接合到所述输出纤维的所述输出端。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括：

将所述光束参数乘积增加光纤的所述输出端接合到递送光纤的输入端。

18.根据权利要求17所述的方法，其中与将所述光束参数乘积增加光纤的所述输入端接合到所述输出纤维的所述输出端，以及将所述光束参数乘积增加光纤的所述输出端接合到所述递送纤维的所述输入端相关联的所述多模激光束的耦合损耗小于约1％。

19.根据权利要求15所述的方法，其中所述光束参数乘积增加光纤的所述折射率分布具有小于芯外部折射率的芯中心折射率。

20.根据权利要求15所述的方法，其中所述确定的光束参数乘积增加处于所述基础光束参数乘积的约1％与200％之间。

21.一种多模纤维，包括：

中心芯；

位于所述中心芯周围的外部芯，其中与所述外部芯相关联的折射率大于所述中心芯的折射率；以及

位于所述中心芯周围的包层，所述包层具有的折射率小于与所述外部芯相关联的所述折射率并且小于与所述中心芯相关联的所述折射率，

其中，所述中心芯、所述外部芯、所述包层以及所述中心芯、所述外部芯、所述包层对应的折射率被配置为，相对于在所述多模纤维的输入端接收的输入光束的光束参数乘积，增加从所述多模纤维的输出端发射的输出光束的光束参数乘积。

22.根据权利要求21所述的多模纤维，其中所述中心芯限定少数模芯。

23.根据权利要求21所述的多模纤维，其中所述外部芯包括与至少第一折射率和第二折射率相关联的部分，其中所述第一折射率和所述第二折射率的至少一者大于所述中心芯的所述折射率。

24.根据权利要求21所述的多模纤维，其中所述外部芯包括与至少第一折射率和第二折射率相关联的部分，其中所述第一折射率和所述第二折射率大于所述中心芯的所述折射率。

25.根据权利要求24所述的多模纤维，其中所述中心芯的所述折射率与所述外部芯的所述折射率之间的差异被选择成产生具有环形横向强度分布的输出光束，所述环形横向强度分布包括外边缘处的强度下降，所述强度下降对应于光束强度在光束半径的20％下降60％。

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