具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明的实施例。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本发明实施例中所提供的方法实施例可以在移动终端、计算机终端或者类似的运算装置中执行。以运行在移动终端上为例，图1是本发明实施例的光束的整形方法的移动终端硬件结构框图。如图1所示，移动终端可以包括一个或多个（图1中仅示出一个）处理器102（处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置）和用于存储数据的存储器104，其中，上述移动终端还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述移动终端的结构造成限定。例如，移动终端还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。

存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施例中的光束的整形方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至移动终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

传输装置106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括移动终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输装置106包括一个网络适配器（Network Interface Controller，简称为NIC），其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输装置106可以为射频（Radio Frequency，简称为RF）模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

在本实施例中提供了一种光束的整形方法，图2是根据本发明实施例的光束的整形方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤S202，获取目标形状的全息图像，其中，所述全息图像用于指示待整形光束的光束信息；

步骤S204，对所述全息图像进行波前再现处理，得到与所述待整形光束对应的平顶光束，其中，所述平顶光束的光斑形状为所述目标形状；

步骤S206，对所述平顶光束的光斑尺寸进行倍率缩放，得到光斑尺寸为目标尺寸的目标光束，其中，所述目标光束的光束能量与所述待整形光束的光束能量相等。

通过上述步骤，全息图像用于指示待整形光束的光波信息，通过对目标形状的全息图像进行波前再现处理就能得到与待整形光束对应的平顶光束，调节了光束的能量密度，并且该平顶光束的光斑形状和全息图像的形状相同，同为目标形状，通过对平顶光束的光斑尺寸进行倍率缩放，得到目标光束，完成对待整形光束的整形，得到目标尺寸和目标形状光斑的目标光束，并且并未对光束的能量造成影响，也就是说整形后的目标光束的光束能量和待整形的目标光束的光束能量相等，从而实现了在不损失光束能量的情况下对光束进行整形，因此，解决了相关技术中存在的光束整形过程中的光束能量损失较大的问题，达到了降低光束整形过程中的光束能量损失的效果。

在上述步骤S202提供的技术方案中，待整形光束可以任意模式的光束，比如，待整形光束可以包含基模、低阶模、高阶模中的一个或多个，本方案对此不做限定。

可选地，在本实施例中，全息图像可以是获取的其他设备生成的任意形状的全息图像，也可以是根据待整形光束在任意形状的全息底片上生成的，也就是说全息底片或者是全息图像的形状可以是目标形状的，也可以不是目标形状的，比如，当全息底片或者全息图像不是目标形状的情况下，可以将全息底片或者全息图像裁剪成目标形状，从而使得全息图像是目标形状的。

可选地，在本实施例中，待整形光束可以是任意能量分布的光束，比如待整形光束可以是高斯分布的光束还可以是平顶分布的光束，本发明对此不做限定。

可选地，在本实施例中，光束信息可以但不限于包括光束中光波的振幅信息、相位信息、光束能量信息、波长信息、传输方向等等，本方案对此不做限定。

在上述步骤S204提供的技术方案中，平顶光束的传输方向可以和待整形光束的传输方向相同，也可以和待整形光束的传输方向不同，本方案对此不做限定。

在上述步骤S206提供的技术方案中，倍率缩放可以是将光束的光斑尺寸放大任意倍数或者是将光束的光斑尺寸缩小任意倍数，比如，将光斑尺寸放大或缩小1.01倍、1.001倍、1.0001倍等等，本方案对此不做限定。

作为一种可选地实施方式，获取所述目标形状的所述全息图像包括：

获取所述待整形光束以及辅助光束；

使用所述待整形光束和所述辅助光束同时照射目标形状的全息底片，得到所述全息图像。

可选地，在本实施例中，全息底片可以是任意尺寸的底片，比如全息底片的尺寸可以大于目标尺寸，可以小于目标尺寸，同时也可以等于目标尺寸，本方案对此不做限定。

可选地，在本实施例中，辅助光束可以是与待整形光束的光束信息相同的光束，比如辅助光束的振幅和相位与待整形光束的振幅和相位相同，辅助光束还可以是根据待整形光束的光束信息确定的与待整形光束的光束信息不同光束。

可选地，在本实施例中，在照射全息底片时待整形光束和辅助光束可以是按照目标角度照射全息底片，目标角度可以是某一固定值，还可以是根据待整形光束的光束信息确定的角度值，比如，根据待整形光束的振幅、相位以及波长确定出待整形光束和辅助光束照射全息底片时的角度值。

作为一种可选地实施方式，对所述全息图像进行所述波前再现处理，得到与所述待整形光束对应的所述平顶光束包括：

获取与所述待整形光束的光束信息相同的参考光束；

使用所述参考光束照射所述目标形状的所述全息图像，得到所述平顶光束。

可选地，在本实施例中，参考光光束可以是使用分光装置对待整形光束进行分光后得到的，还可以是其他光束发射装置发射的，本方案对此不作限定。

可选地，在本实施例中，参考光束的传输方向和辅助光束的传输方向相同。

作为一种可选地实施例，对所述平顶光束的所述光斑尺寸进行倍率缩放，得到光斑尺寸为所述目标尺寸的所述目标光束包括：

在获得所述平顶光束后，对所述平顶光束进行无像差传输；

对无像差传输后的所述平顶光束的所述光斑尺寸进行所述倍率缩放，得到所述光斑尺寸为所述目标尺寸的所述目标光束。

可选地，在本实施例中，无像差传输前后光斑上的能量密度不发生改变。

可选地，在本实施例中，无像差传输可以但不限于通过带曲率的光学器件组进行传输。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。

图3是根据本发明实施例的一种光束整形流程的示意图，如图3所示，该流程可以但不限于包括以下步骤：

步骤S301，单模输出的平均功率为2000W的光纤激光器输出的激光光束为激光源，具体光斑模式为输出基模，光斑大小直径为7mm，光束质量为M²为1.4，输出光束空间能量分布为高斯分布，即为“尖顶”抛物线形状，此种模式中，激光束的能量大部分集中在往光束横截面空间分布的“尖顶”位置处，尖峰处的功率密度较高，这就是高斯光束分布的激光输出的光束更适合物质打标、打孔等深加工的原因。但是从其他的激光应用方面来说，如脆性物质、薄膜材料、半导体芯片等物质的一些精细加工方面，加工的工艺要求能量密度均匀，不要求激光束的能量密度集中于某些点上，而是需要输出的激光光斑是均匀的能量密度，然而对于光纤激光器而言，由于其光路是光纤结构及输出也为光纤的自身特性，光束质量、发散角等要远好于其他激光器，光斑也明显小于其他激光器，即是输出相同平均功率的光纤激光器，光斑的能量密度明显大于其他激光器，这就导致了某些特殊应用中光纤激光器输出光束需要进行整形，实现激光光束整形为光束能量空间分布为“平顶”形的目的。

步骤S302，光纤激光器发出的激光束，入射到全息装置后，产生所需要的光斑形状，即为产生“平顶”状的均匀光束能量空间分布形状，其原理为全息装置第一步是将入射激光分为两束一致的激光，利用干涉原理记录原始光波信息，即拍摄过程，被拍摄激光光束轮廓在激光辐照下形成漫射式的物光束；第二步，另一部分激光作为参考光束射到全息底片上，通过调制全息器件可形成所需的形状“平顶”型光束，此时与物光束叠加产生干涉，换言之，第一步形成的物光束所成的像与第二步的图像形成共轭像，把原激光束光波上各点的位相和振幅信息转换成在“平顶”空间上变化的强度，从而利用干涉条纹间的反差和间隔将原始光纤激光器输出的激光束的光斑全部信息记录下来，并输出。由此亦可以得到，此方法整形后的激光光束空间场分布取决于全息图像的形状，所以最后的光束输出空间场分布可以是任意类型的。

步骤S303，使用光束传输装置对步骤S302中得到的“平顶”均匀光斑的激光束的进行无像差传输，将光束传输至光学成像装置，该光束传输系统为无像差光学系统，避免光束传输过程中光斑的能量密度发生质量恶化，该光学传输装置可以为透射式的，为一套带有曲率的光学器件组成，此光学器件的组合就是根据前述的全息图的振幅相位进行针对性的调制，消除像差，保证经过全息图的光束经过光束传输装置后，透过波前的改变均方根值＜1/10个波长，对平顶均匀光斑的均匀性的能量密度的影响最大最小值低于1%，保证有效的传输全息图像的全部内容。

步骤S304，光束成像装置为根据实际应用需要将全息图最终成像到像面上，即待加工物体的表面，或者任意位置，并且具备对激光光斑的光斑尺寸进行倍率的放大或减小的光学装置，可以是透射式结构或者反射式的结构，主要是对全息图的图像的再现，并且可以跟据实际的需求将光斑均匀的放大或缩小，即是将形成的均匀“平顶”形光斑光束以大小适合的形状入射上加工物体；如为低功率光纤激光输出，光学成像装置也可以是投影光学装置，可以实现特殊形状的图像输出。

步骤S305，输出光斑的形状、尺寸、能量分布满足需求的激光光束。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质（如ROM/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端设备（可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。

在本实施例中还提供了一种光束的整形系统，图4是根据本发明实施例的光束的整形系统的结构框图，如图4所示，该系统包括：

全息装置402和光束成像装置404，所述全息装置402用于对获取的目标形状的全息图像进行波前再现处理，得到与待整形光束对应的平顶光束，其中，所述全息图像用于指示所述待整形光束的光束信息，所述平顶光束的光斑形状为所述目标形状；

所述光束成像装置404用于对所述平顶光束的光斑尺寸进行倍率缩放，得到光斑尺寸为目标尺寸的目标光束，其中，所述目标光束的光束能量与所述待整形光束的光束能量相等。

作为一种可选地实施例，所述全息装置还包括：

全息底片，所述全息底片用于生成所述待整形光束的所述全息图像；

全息器件，所述全息器件用于根据参考光束和所述全息图像生成与所述待整形光束的对应的所述平顶光束，其中，所述参考光束的光束信息与所述待整形光束的光束信息相同。

可选地，在本实施例中，全息器件可以但不限于是多个光学器件构成的，各个光学器件按照特定的排列方式进行排列。

作为一种可选地实施例，所述光束成像装置包括第一光学器件组，所述第一光学器件组用于对所述平顶光束的光斑尺寸进行所述倍率缩放，得到光斑尺寸为所述目标尺寸的所述目标光束。

可选地，在本实施例中，第一光学器件组可以但不限于是由多个带曲率的光学器件按照一定的方式排列得到的。

可选地，在本实施例中，第一光学器件组可以是透射式的光学器件组，还可以是反射式的光学器件组，本方案对比不作限定。

作为一种可选地实施例，所述光束的整形系统还包括光束传输装置，所述光束传输装置用于将所述全息装置生成的所述平顶光束无像差传输至所述光束成像装置，所述光束传输装置分别和所述全息装置和所述光束成像装置连接。

可选地，在本实施例中，光束传输装置可以是透射式的也可以是反射式的，本方案对此不作限定。

作为一种可选地实施例，所述光束传输装置包括带有曲率的第二光学器件组，所述第二光学器件组用于对所述平顶光束进行无像差传输。

可选地，在本实施例中，第二光学器件组可以但不限于是由多个带曲率的光学器件按照一定的方式排列得到的。

可选地，在本实施例中，第二光学器件组可以是根据全息图像中的振幅和相位信息进行。

在本实施例中还提供一种光束的整形装置，图5是根据本发明实施例的光束整形装置的结构框图，如图5所示，该装置包括：

获取模块502，用于获取目标形状的全息图像，其中，所述全息图像用于指示待整形光束的光束信息；

处理模块504，用于对所述全息图像进行波前再现处理，得到与所述待整形光束对应的平顶光束，其中，所述平顶光束的光斑形状为所述目标形状；

缩放模块506，用于对所述平顶光束的光斑尺寸进行倍率缩放，得到光斑尺寸为目标尺寸的目标光束，其中，所述目标光束的光束能量与所述待整形光束的光束能量相等。

可选地，所述获取模块包括：第一获取单元，用于获取所述待整形光束以及辅助光束；第一处理单元，用于使用所述待整形光束和所述辅助光束同时照射目标形状的全息底片，得到所述全息图像。

可选地，所述处理模块包括：第二获取单元，用于获取与所述待整形光束的光束信息相同的参考光束；第二处理单元，用于使用所述参考光束照射所述目标形状的所述全息图像，得到所述平顶光束。

可选地，所述缩放模块包括：传输单元，用于在获得所述平顶光束后，对所述平顶光束进行无像差传输；缩放单元，用于对无像差传输后的所述平顶光束的所述光斑尺寸进行所述倍率缩放，得到所述光斑尺寸为所述目标尺寸的所述目标光束。

需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。

本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

在一个示例性实施例中，上述计算机可读存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器（Read-Only Memory，简称为ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，简称为RAM）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。

本发明的实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

在一个示例性实施例中，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。

本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及示例性实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。