光纤包层光剥离器

优先权要求

本申请要求于2018年9月21日提交的标题为“OPTICALFIBER CLADDING LIGHTSTRIPPER”的美国临时专利申请序列号62/734,946的优先权，其通过引用整体并入本文。

背景技术

激光工业继续增加激光性能度量，诸如平均功率、脉冲能量和峰值功率。一些光纤激光系统采用多包层光纤。与仅具有由包层材料包围的纤芯的单包层光纤相比，多包层光纤包括由两个或多个包层材料层包围的纤芯。例如，双包层光纤(DCF)包括纤芯，在纤芯中源光束可以传播，而泵浦光在包围纤芯的第一或“内”包层中传播。内包层可以提供与纤芯的折射率对比，以引导源光束并且还将泵浦光引导到纤芯中，在纤芯中泵浦光可以被沿着光纤的长度的一种或多种掺杂剂(例如，镱、铒等)吸收。第二或“外侧”包层进一步包围内包层。通常，进入外包层的光从系统中丢失。然而，内包层内的光可以在光纤系统内的有效距离上传播。因为将“包层光”保持在内包层内可能对系统性能有害，所以可在光纤系统内采用“包层光剥离器”(CLS)来去除这种包层光。

一些传统的CLS结构包括可操作以去除包层光的一种或多种材料。例如，可以在已经去除外包层的光纤长度内的内包层(或折射率匹配的材料)上施加高折射率材料层(例如，超过内包层材料的折射率，或超过与内包层材料折射率匹配的材料的折射率)。高折射率材料(通常为聚合物)与内包层(或折射率匹配材料)具有合适的折射率对比度以“不引导”与内包层传播的光。在CLS的光纤长度上，可以使用多于一种高折射率材料，或者折射率可以另外变化，例如以更好地分布热负荷。高折射率材料还可以具有作为温度的函数而相反地变化的折射率，使得CLS的变得更热量的部分在进一步剥离包层光方面变得比另一更冷的部分更低效。

一些其他传统的CLS结构可以包括可操作来去除包层光的一个或多个结构。例如，内包层的外表面可以是粗糙的，或者可以在内包层中铣削出包层直径量级的大得多的特征，以便散射、反射、折射和/或衍射出光。

到目前为止，利用传统的CLS构架，可能难以获得跨越在包层内传播的大量模式的高剥离效率和良好的热负载管理。例如，向有蹄类动物包层光添加材料可能难以在空间上分布和/或以其他方式防止其中剥离定位到CLS内的小区域的热点。粗糙化还可导致CLS内的热点和/或其他不受控制的剥离。虽然包层的光纤级凹口可以改善热负载管理，但是它可能遭受不均匀的模剥离效率，例如其中凹口的空间分布对一些包层光模的扰动明显大于对其他模的扰动。

因此，减轻与这种传统CLS结构相关联的问题的技术和光纤系统架构可能是有利的。

附图说明

在附图中通过举例而非限制的方式图示了在本文描述的材料。为了说明的简单和清楚，附图中所示的元件不必按比例绘制，尽管在相关的地方试图以与书面说明中提供的参数一致的方式来描述相对尺寸。此外，在认为适当的情况下，已在图中重复参考标号以指示对应或类似元件。图中：

图1A是根据一些实施例的光纤轴在页面平面内的双包层光纤的横截面图；

图1B是根据一些实施例的图1A中的双包层光纤的横截面图，其中光纤轴垂直于纸面；

图1C是根据一些实施例的包含包层光剥离器(CLS)的光纤系统的横截面图；

图2是根据一些实施例的CLS内的光纤长度的等距视图；

图3是图示了根据一些实施例的形成具有在CLS内的多个凹陷的表面区域的CLS的方法的框图；

图4A是根据一些实施例的图示了凹陷的表面区域的随机间隔的在CLS内的一定光纤长度的平面视图；

图4B是根据一些实施例的图示了凹陷的表面区域的随机角位置的光纤的横截面图；

图4C是图示了根据一些实施例的凹陷的表面区域的随机深度的CLS内的光纤长度的平面图；

图5是图示了根据一些实施例的形成具有单个连续凹陷的表面区的CLS的方法的框图；

图6A、图6B、图6C、图6D、图6D、图6E、图6F、图6G和图6H为根据一些其他实施例的包含CLS的一定光纤长度的等轴视图；

图7是图示了根据一些实施例的在包层中形成具有端到端区段凹陷的表面区域的CLS的方法的框图；

图8A是图示了根据一些实施例的凹陷区域的端到端区段的CLS内的光纤长度的平面图；

图8B是根据一些实施例的具有凹陷的表面区域的端到端区段的CLS的横截面图；

图9A和图9B是图示了根据一些实施例的用于在包层中形成连续凹陷的表面区域的光斑尺寸和光栅路径的光纤的平面图；

图10是根据一些实施例的图示了具有连续深度调制的凹陷的表面区域的在CLS内的光纤长度的横截面图；

图11是根据一些实施例的可操作以制造CLS光纤的激光光纤处理器的示意图；以及

图12是根据一些实施例的包含CLS的材料处理光纤激光系统的示意图。

具体实施方式

参考附图描述一个或多个实施例。虽然详细图示和讨论了具体的配置和布置，但是应当理解，这仅仅是为了说明的目的。相关领域的技术人员将认识到，在不脱离本描述的精神和范围的情况下，其他配置和布置是可能的。对于相关领域的技术人员显而易见的是，本文所述的技术和/或布置可用于除本文详细描述的以外的各种其他系统和应用中。

在以下对附图的详细描述中参考了附图，附图形成了描述的一部分并且图示了示例性实施例。此外，应当理解，在不脱离所要求保护的主题的范围的情况下，可以利用其他实施例并且可以进行结构和/或逻辑改变。还应当注意的是，例如向上、向下、顶部、底部等的方向和参考仅仅是为了便于描述附图中的特征。因此，以下详细描述不应被理解为限制意义，并且所要求保护的主题的范围仅由所附权利要求及其等同物限定。

在下面的描述中，阐述了许多细节。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明。在一些示例中，以框图形式而非详细地示出了公知的方法和装置，以避免模糊本发明。在整个说明书中对“实施例”或“一个实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构、功能或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在本说明书各处出现的短语“在实施例中”或“在一个实施例中”不一定指的是本发明的同一实施例。此外，特定特征、结构、功能或特性可以以任何合适的方式组合在一个或多个实施例中。例如，第一实施例可以与第二实施例组合，其中与两个实施例相关联的特定特征、结构、功能或特性不相互排斥。

如在本发明的说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另外明确指出。还应当理解，本文所用的术语“和/或”是指并涵盖一个或多个相关所列的项目的任何和所有可能的组合。

术语“耦合”和“连接”连同它们的派生词在本文中可用于描述组件之间的功能或结构关系。应当理解，这些术语不旨在作为彼此的同义词。更确切地说，在特定实施例中，“连接”可用于指示两个或多个元件彼此直接物理、光学或电接触。“耦合”可用于指示两个或多个元件彼此直接或间接(其间具有其他介入元件)物理或电接触，和/或指示该两个或多个元件彼此协作或相互作用(例如，以引起效应关系)。

如本文所用，术语“之上”、“之下”、“之间”和“上面”是指一个部件或材料相对于其中此类物理关系值得注意的其他部件或材料的相对位置。

除非在它们使用的明确上下文中另有说明，术语“基本上相等”、“大约相等”和“近似相等”意味着在所描述的内容之间仅存在偶然变化。在本领域中，这种变化通常不超过预定目标值的±10％。

如贯穿本说明书和权利要求书所使用的，由术语“...中的至少一者”或“...中的一者或多者”结合的项目的列表可以意指所列出的术语的任何组合。例如，短语“A、B或C中的至少一者”可以表示A；B；C；A和B；A和C；B和C；或A、B和C。

本文描述了具有一定光纤长度的多包层光纤系统，其中存在包层光剥离器(CLS)，该包层光剥离器包括具有一个或多个凹陷的表面区域的内包层，以去除在内包层内传播的光。这些凹陷的表面区域延伸到该内包层中达到某个所希望的深度，并且是在该光纤波导中引起光学扰动，这些光学扰动允许在该包层内传播的光(例如源于泵浦激光器)逸出该包层。

这些凹陷的表面区域可以围绕该光纤轴线沿着两个或多个角位置定位，例如围绕该光纤轴线大致正交的交替位置以更均匀地冲击在该光纤内传播的各种模式。增加由这些凹陷的表面区域占据的角位置的累积范围可以增加剥离效率。为了减轻或避免伴随的光纤机械强度的降低，可以将各个凹陷的横向宽度限制为例如显著小于包层直径。在一些另外的实施例中，凹陷的纵向间隔可以使得避免具有不同角位置的两个凹陷之间的纵向重叠，例如以维持CLS内的光纤的机械强度，同时仍然在宽的累积方位角上定位扰动结构。

还如下面进一步描述的，凹陷的表面区域的一个或多个物理尺寸或空间分布可以是随机的。而结构扰动的规则图案可能将最高损耗限制为仅仅一些模式子集，根据本文实施例的随机化可以确保包层扰动不形成在CLS的光纤长度上重复的规则图案。通过扰动随机化，可以避免圆柱对称，并且更多数量的模式可以经历高损失。在一些实施例中，各个凹陷的表面区域的物理尺寸(例如，深度、弧长或纵向长度)是随机化的，这可以改善在包层内传播的多个模式下的剥离均匀性。在其他实施例中，凹陷的表面区域的空间分布(例如，角位置和纵向间距)是随机化的，这也可以改善在包层内传播的多个模式下的剥离均匀性。在一些进一步的实施例中，物理维度和空间分布都是随机的。

尽管可以有利地限制凹陷中的单独凹陷的横向宽度(例如，弧长)并且避免纵向重叠，但是相邻的凹陷区域仍然可以例如端到端地邻接，作为可以占据CLS的光纤(例如，被散热器围绕的)的大部分或甚至全部长度的细长凹陷的区段。沿着传播轴的连续扰动可以引起沿着CLS的整个长度的一定量的模混合，使得可以在沿着CLS的所有点处剥离光，以提供高的剥离效率。可以依靠这种细长凹陷区域的小的横向宽度来保持光纤的机械强度。在细长凹陷区域实现足够高的效率的情况下，CLS可仅包括一个这样的凹陷区域。为了帮助沿着细长凹陷区域的整个长度引起一定量的模混合，这些邻接段中的各个邻接段的一个或多个物理尺寸或角位置可以沿着凹陷的纵向长度变化。这种变化可以根据规则的(可预测的)图案，或者这种变化可以根据由邻接段的一个或多个参数的随机化产生的不规则图案。不规则图案的示例包括以非重复(伪)随机方式与相邻特征间隔开的固定特征形状。不规则图案的示例还包含以不重复的(伪)随机方式调制的特征形状。

图1A是根据一些实施例的其中光学光纤轴线在页面的平面中的光纤101的横截面图。图1B是根据一些实施例的其中光纤轴垂直于纸面的双包层单纤芯光纤101的横截面图。尽管可以采用与本文所述的CLS结构的属性兼容的本领域已知的任何光纤，但在一些示例性实施例中，多包层光纤耦合到CLS的输入和/或输出。在图示示例中，光纤101是双包层光纤。在其他实施例中，多包层光纤是三包层光纤。附加的纤芯层和/或包层也是可能的(例如，多纤芯、四包层等)。

光纤101可以具有适合于多包层光纤的任何折射率分布(RIP)。如在本文所使用的，术语“折射率分布”或“RIP”是指作为沿着线(例如图1A中的y轴)或在垂直于光纤轴(例如图2A中的z轴)的平面(例如图1B中的x-y平面)中的位置的函数的折射率。在图1A和图1B所示的示例中，光纤101是角对称的，在这种情况下，1D RIP对于任何方位角都是相同的。或者，例如在双折射光纤结构中，RIP可以作为关于光纤轴的方位角的函数而变化。

在图1A和图1B所示的示例中，光纤101具有径向对称的RIP，其具有中心纤芯105和包围纤芯105的环形内包层110。内包层110由环形外包层115包围。纤芯105、内包层110和外包层115每个都可以具有任何RIP，包括但不限于阶跃折射率和渐变折射率。“阶跃折射率光纤”具有在光纤芯105内基本平坦(折射率与位置无关)的RIP。内包层110还可以具有在包层直径D

尽管纤芯105和内包层110图示为同心的，但它不必是同心的。纤芯105还可以是除圆形之外的各种形状，例如但不限于环形，多边形，弓形，椭圆形或不规则形状。所图示实施例中的纤芯105和内包层110是同轴的，但也可以具有相互偏置的轴。如图1A中所示，内包层110具有平均外径D

根据一些实施例，在多包层光纤长度内传播的光可以输入到CLS和/或从CLS输出，该CLS包括光纤长度，该光纤长度包括从包层直径D

光纤长度103可以包括凹陷的表面区域150位于其中的任何有限光纤长度。在图1C所示的示例中，光纤长度103没有外包层材料(例如，没有外包层115)，外包层115例如在CLS制造工艺期间可能已经被剥去。在没有外包层115的情况下，外表面(包括凹陷的表面区域150)可暴露于自由空间(即，凹陷的表面区域150是自由表面)。或者，外包层115可存在于光纤长度103的至少一些区域或位置内。例如，外包层115可以仅不存在于在凹陷的表面区域150所处的位置处。在其他实施例中，光纤长度103包括外包层材料(未在图中示出)。例如，合适的材料可以作为外涂层涂覆在光纤长度103内的内包层110上，并且这种材料可以不同于外包层115的材料。

在光纤长度103上，凹陷的表面区域150将剥去与内包层110一起传播的光。除了与凹陷的表面区域150和/或没有外包层115相关联的波导扰动之外，这种光可以传播到光纤长度101或从光纤长度101传播并且也将传播通过光纤长度103。图1C中由箭头111表示的包层光可能经历全内反射(TIR)或几乎如此，直到遇到包层光111从波导损耗变高的凹陷的表面区域150。通常希望在光纤长度(例如光纤长度103)上逐渐去除包层光，例如以控制功率耗散的密度，并且提供足够的散热，因为从内包层110剥离的光可以主要转化为热。使光纤或其他部件(例如，套圈等)过热通常是不希望的。例如，一些光纤系统部件具有低于100℃的温度极限，并且在外部包层115包括聚合物的情况下，连续工作温度的上限可以小于85℃。

对于热管理，CLS可以热耦合到任何合适的热沉，诸如但不限于，可操作以将包层光产生的热传递到流体介质(诸如环境空气或液体冷却剂)的无源热交换器。在图1C所示的示例中，光纤装置102包括热交换器，该热交换器包括吸收团块或方框120，该吸收团块或方框被加工成围绕光纤长度103，在方框120的内表面和凹陷的表面区域150之间具有自由空间116。光纤长度103内损失的光将撞击方框120。方框120可以包括在包层光带内吸收的一种或多种材料。方框120还有利地具有高导热性以将热量传播到外部表面，在该外部表面处，方框120可以与外部流体介质(例如，空气)交界。方框120可以是金属，诸如但不限于不锈钢。在所示示例中，散热方框120包围整个光纤长度103并与光纤长度101的一部分重叠。尽管示出为基本上直的走向，但光纤长度103可以具有任何数目的弯曲，并且可以例如包括围绕具有合适曲率半径的心轴的一个或多个缠绕，这可以例如引起来自内包层110的弯曲损耗。

理想地，凹陷的表面区域150不会显著干扰在纤芯105内传播的光。为了避免干扰芯波导，凹陷的表面区域150可以沿着垂直于包层轴的射线具有小于内包层110的环形厚度的深度D(例如，D

在一些其他实施例中，凹陷的表面区域可以具有沿着与用于形成该凹陷的表面区域的激光束的光栅扫描路径相关联的长度的变化的深度轮廓。对于这样的实施例，凹陷的表面区域150是定向的，每个都是可以在平行于光纤的横向宽度、平行于光纤的纵向长度，或在其间的某处偏斜的方向上延伸长于其宽度的长度的沟槽或凹口。

在一些实施例中，凹陷的表面区域被定位在围绕内包层的轴线的多于一个角度位置处。通过引入以多个角度位置为中心的凹陷的表面区域，可以扰动包层的更大圆周，从而增加可以在包层内传播的多个光学模式上的剥离效率和均匀性。例如，在图1C中，虚线边界图示了与实线轮廓中绘制的那些大致正交的凹陷的表面区域150。

如图2中进一步所示的，纤芯105和内包层110共享光纤轴206。凹陷的表面区域150A以部分截面示出，以进一步图示凹陷的表面轮廓。凹陷的表面区域150A以及凹陷的表面区域150B、150C、150D、150E和150F例示了多个凹陷的表面区域150。每个凹陷的表面区域150可以至少部分地由边界弧长A、边界纵向长度L、径向深度D以及给定角坐标或角位置的角边界位置(φ)来参数化。该多个凹陷的表面区域150可以进一步至少部分地由纵向相邻凹陷区域之间的纵向间距S来参数化。相对角位置和纵向间距S可以限定用于给定区域边界的凹陷的表面区域150的空间分布。

在图2所示的示例中，凹陷的表面区域150A在与光纤长度103的一些部分相关联的纵向长度L1上延伸。类似地，凹陷的表面区域150A具有与中心角α1相关联的最大弧长A1，并且垂直于光纤轴线206(即，平行于x轴)。在一些实施例中，如上所述，弧长Al可以是凹陷区域边界的最小物理尺寸，例如与以某个入射角与内直径包层110的圆柱形外表面相交的激光的光斑相关联。例如，如果入射角垂直于包层表面的切线，则束斑可以与基本上等于束斑直径的内包层110的割线相交。因此，弧长Al可以变化。在一些示例性实施例中，弧长Al显著小于内包层直径D

在凹陷的表面区域具有最小物理尺寸的边界的一些实施例中，纵向长度近似等于弧长。在其他实施例中，凹陷的表面区域可以具有有利地大于最大弧长的纵向长度，在这种情况下，纵向长度可以是例如由激光器的扫描路径限定的物理尺寸。如下文进一步描述，较大的纵向长度可增加跨越在内包层内传播的该组模的剥离效率和/或均匀性。如图2中所示，对于凹陷的表面区域150A，纵向长度L1大于弧长A1。对于其中弧长Al小于100μm的一些示例性实施例，纵向长度L1可以从100μm变化到许多毫米(例如，150-400mm)。

凹陷的表面区域150A具有位于参考光纤半径207处的最大凹陷深度D1。凹陷深度D1可以从任何非零值变化到稍微小于内包层直径D

在凹陷的表面区域的边界和轮廓如此限定的情况下，凹陷的表面区域在光纤长度103内的位置可以通过围绕光纤轴线206的角位置φ进一步参数化，其可以被限定为平分弧长Al。角位置φ可进一步定义为在某一参考位置处的0°(例如，落在光纤半径207上，使得凹陷的表面区域150A具有0°的角位置φ)。

在一些进一步的实施例中，纵向相邻的凹陷的表面区域是不重叠的。在图2的示例中，在给定的纵向光纤长度内仅有一个凹陷的表面区域。换言之，没有具有任何纵向重叠的凹陷的表面区域。例如，纵向长度L1不与纵向长度L2重叠，而是由纵向间距S1分开。纵向长度L2同样不与纵向长度L3重叠，并且纵向长度L3不与纵向长度L4重叠，等等。避免纵向重叠可以确保光纤长度103保持足够的机械强度。然而，在一些可替代实施例(未示出)中，凹陷的表面区域可以具有纵向重叠并且仍然保持足够的机械强度，例如，在包层直径与单独凹陷的表面区域的弧长相比大的情况下(例如，对于超过250μm的包层直径，弧长小于75μm)。占据相同纵向长度的这种凹陷的表面区域的数量可以以与凹陷弧长/光纤直径的比率相反的关系增加。值得注意的是，在同一纵向长度内在光纤的整个圆周上散布具有给定累积弧长的凹陷的表面区域可以提供比具有相等弧长的单个凹陷的表面区域可能提供的机械强度更大的机械强度。剥离效率和/或均匀性也可以是优良的。

在相邻凹陷的表面区域不重叠的情况下，它们之间的纵向间距S可以从零(在这种情况下，相邻凹陷的表面区域可以端到端邻接)变化到任意大的节距。对于较小的平均纵向间距S可以实现较大的剥离速率，因此可以根据期望的剥离速率和可用于实施CLS的光纤长度来设置平均纵向间距S。

对于单个凹陷的表面区域，弧长、凹槽深度或角度位置中的一者或多者可以作为纵向位置的函数而变化。例如，弧长A1可以在纵向长度L1上变化。如下面进一步描述的，为了调制弧长Al，可以沿扫描路径调制激光斑尺寸或入射角以形成凹陷的表面区域150A。类似地，凹陷深度D1可以在纵向长度L1上变化。对于一些这样的实施例，可以沿扫描路径调制激光功率以形成凹陷的表面区域150A。在其他实施例中，角度位置φ可以在纵向长度L1上变化。对于一些这样的实施例，光纤长度103可以围绕光纤轴206旋转和/或激光器位置可以沿着扫描路径被调制以在长度L1上改变角位置φ。

在一些进一步的实施例中，对于CLS内存在的多个表面区域，弧长、纵向长度、凹陷深度、角位置或纵向间距中的一者或多者可以在多个表面区域上变化。例如，多个凹陷的表面区域可以包括具有不同弧长的两个(或多个)凹陷的表面区域。在图2中，凹陷的表面区域150A具有弧长A1并且凹陷的表面区域150A具有不同的弧长A2。在另一个实施例中，多个凹陷的表面区域可以包括具有不同纵向长度的两个(或多个)凹陷的表面区域。在图2中，凹陷的表面区域150A具有纵向长度L1，凹陷的表面区域150B具有与长度L1不同的纵向长度L2，并且凹陷的表面区域150C具有与长度L1和L2不同的纵向长度L3。在其他实施例中，凹陷的表面区域的总体可以包括具有不同凹槽深度的两个(或多个)凹陷的表面区域。

在另一个示例中，凹陷的表面区域群可以包括具有不同角位置φ的两个(或多个)凹陷的表面区域。可以通过增加角位置的数量来增加包层光损耗，特别是在每个凹陷的表面区域的弧长被最小化的情况下。在光纤周围的多个角位置处增加凹陷的表面区域可以引起对包层模式的更多扰动，因此增加了剥离速率(损耗功率/光纤长度)。凹陷深度D和/或装置长度(例如，光纤长度103)于是可以根据设计要求而减小。在图2所示的示例中，第一子集的凹陷的表面区域(例如，150A、150C和150E)位于0°的角位置φ处，而第二子集的凹陷的表面区域(例如，150B、150D和150F)位于90°的角位置φ处。这样的实施例例如可以引起正交光学模式中的损耗，并且相对于仅包括凹陷的表面区域的第一或第二子集中的一者的配置，可以改善模式上的损耗的均匀性。尽管在图2中示出90°，但是凹陷的表面区域可以以任何角度(例如，0°＜φ＜360°)定位，使得纵向相邻的凹陷的表面区域(例如，150A和150B)之间的相对位置也可以以任何角度变化。

凹陷的表面区域与多个角位置一起可以由不同的纵向间距间隔开。例如，在图2中，凹陷的表面区域150A与凹陷的表面区域150B间隔开纵向间距S1，该纵向间距不同于凹陷的表面区域150B与凹陷的表面区域150C之间的纵向间距S2。凹陷的表面区域的空间分布因此可以在CLS内变化，并且可以被调整以实现期望的功率损耗和损耗均匀性，例如以避免CLS内的热点。

可以根据CLS内的某个规则(可预测)模式来实施，例如根据预定的数学函数(例如，线性、单调等)来实施上述变化。可预测图案的一个示例在图2中示出，其中凹陷的表面区域150A-150F在相同的两个角位置φ(例如，0°和90°)之间交替。根据预定函数改变纵向长度L1到L3等(例如增加/减少)是在CLS内实施规则模式的另一个示例。然而，如果以某种形式重复扰动，则在内包层110内传播的相同光学模式子集可能经历最高损耗，而其他光学模式经历相当低的损耗。因此，为了确保所有包层模式具有高损耗，打破凹陷的表面区域的圆柱对称性可能是有利的。因此，也可以根据CLS内的一些不规则(不可预测)模式，例如根据概率分布函数(PDF)来实施上述参数值变化。

在CLS包括多个凹陷的表面区域的一些实施例中，各个凹陷的表面区域以由与边界和/或空间位置参数值相关联的概率分布函数表征的随机方式彼此不同。例如，上述参数中的任何(或全部)的值，诸如弧长、纵向长度、深度、角位置和纵向间距，可以是随机的。表征凹陷的表面区域的每个参数值可以具有相关的PDF(或者如果参数值是离散的，则为概率质量函数(PMF))。在一些实施例中，至少一个参数的PDF(PMF)是均匀或正态概率分布函数。在一些进一步的实施例中，表征凹陷的表面区域的所有参数的PDF是均匀的或正态分布函数。在其他实施例中，PDF在表征凹陷的表面区域的两个或多个参数之间不同。每个参数的随机值可以被限制在预定适合于该参数的任何范围内，其中每个参数的PDF然后定义该参数假定在可允许范围内的特定值的概率。

在一些实施例中，凹陷的表面区域的深度在统计上是随机的。例如，在图2中，凹陷的表面区域150A-150F可以根据概率分布函数(例如，均一或正常的概率分布函数)而具有不同深度的随机布置，该概率分布函数可以被限制在某个可接受的范围内(例如，大于零且小于R

图3是图示了根据一些实施例的形成具有在CLS内的多个凹陷的表面区域的CLS的方法301的框图。在方框304处，确定一个或多个随机数(RN)或伪随机数(PRN)。在方框304处，可以使用任何已知的随机化技术。例如，可以采用种子确定性算法来根据均匀PDF(或均匀PMF)生成伪随机数。可替代地，可以采样不可预测的自然过程(例如，大气噪声)以生成也可以满足均匀PDF的随机数。在方框304处确定的随机值可以被限制在预定为适合于给定参数的范围内。在一些实施例中，在框304处，对于CLS要包括的整个一组凹陷的表面区域，确定上述参数中的任何(或全部)的随机值，例如弧长、纵向长度、深度、角位置和纵向间距。当表征凹陷的表面区域的参数是独立的时，可以确定每个参数的一组随机值。

在方框306处，根据在方框304处确定的随机数组将特征图案化到内包层中。这些随机数可以被间接地使用，例如以定义用于对该组凹陷的表面区域进行图案化的制造工艺的控制参数。在一些示例性实施例中，其中激光器通过烧蚀内包层的一部分来限定凹陷的表面区域，一组所生成的随机值可以限定一组纵向索引值，该组纵向索引值将设定该组凹陷的表面区域中连续制造的那些之间的节距。

图4A是根据一些实施例的光纤长度的平面图，进一步图示了凹陷的表面区域的随机间隔。如图所示，激光在第一光栅方向上穿过第一扫描路径451，然后在第二(返回)光栅方向上穿过第二扫描路径452。在图4A中进一步示出了附加的连续扫描路径。为每个扫描路径451、452等制造一个凹陷的表面区域。在该示例中，扫描路径基本上垂直于光纤长度103的纵轴。每个扫描路径导致具有纵向长度L的凹陷的表面区域，该纵向长度L取决于在光纤处理期间从激光器发出的光束的激光斑尺寸和/或入射角。对于这样的实施例，长度L小于扫描路径长度，这可以产生具有超过纵向长度的弧长的凹陷的表面区域。如上所述，如果不显著小于纵向长度，则具有大致等于纵向长度的弧长可能是有利的。然而，为了清楚以及强调在一组凹陷的表面区域内的随机化不要求凹陷的表面区域具有任何特定的边界尺寸，在图4A中示出了横向扫描路径。然而，在一些进一步的实施例中，凹陷的表面区域的随机化可以与有利的边界尺寸组合。

由图4A所示的扫描路径产生的凹陷的表面区域由纵向间隔S隔开，该纵向间隔S可以是光纤长度103和跟随编程的扫描路径的激光束之间的相对位移的函数。确定扫描路径451和452之间的纵向索引距离的参数可以被随机化，以实现在最终组凹陷的表面区域内的纵向间隔S的期望随机化。在该示例中，纵向长度L在光纤长度103上是恒定的，以强调不规则的、非周期性的纵向间隔S。

作为另一个示例，另一组随机值可以定义单独的凹陷的表面区域可以围绕其居中的一组角位置。图4B是根据一些实施例的图示了凹陷的表面区域的随机角位置的光纤的横截面图。角位置φ

在激光器要通过烧蚀内包层的一部分来限定凹陷的表面区域的一些其他示例中，可以基于随机值来设置激光器的输出功率。该随机化的幂值然后可以在CLS内的多个凹陷的表面区域上赋予凹槽深度随机化。图4C是根据一些实施例的光纤长度103的平面图，图示了凹陷的表面区域的随机深度。不同的激光功率电平由例如与扫描路径410、411、412和413相关联的不同场线表示。同样在该示例中，第一扫描路径451在第一光栅方向上，随后是在第二(返回)光栅方向上的第二扫描路径452。在图4C中进一步示出了附加的连续扫描路径，其中所得到的凹陷的表面区域在光纤长度103上间隔开恒定的纵向间隔S和恒定的纵向长度L，从而仅示出了激光功率的不规则的非周期性变化。

作为另一个示例，另一组所生成的随机值可以定义制造该组凹陷的表面区域的激光器的一组光斑尺寸和/或入射角度。这样的值可以例如改变该组凹陷的表面区域的最小弧长和/或纵向长度。作为另一示例，另一组所产生的随机数值可界定激光器将用于制造所述组凹陷的表面区域的扫描路径长度。可将类似的随机化工艺应用于适于形成凹陷的表面区域的任何其他已知图案化技术的参数，以根据正态概率分布函数改变其边界形状和/或空间分布。

返回图3，注意到方框306可以执行任何次数，例如在生产线中制造多个CLS光纤长度。对于所接收的每个长度的多包层光纤(例如，在光纤长度101的上下文中描述的类型)，可从光纤长度的至少一部分去除外包层。在一些示例中，从所接收的光纤长度的中心部分整体去除外包层，同时在所接收的光纤长度的端部整体保持外包层。然后通过以获得随机化参数值的任何方式烧蚀内包层的一部分来形成凹陷的表面区域。然后接收另一光纤长度，并执行相同的过程。特别地，一旦在方框304确定了合适的参数值，对于在方框306处理的每个光纤，可以重复使用那些相同的参数值。因此，随机化是在CLS光纤水平上(即，在不同的CLS光纤之间没有随机化)。

如上所述，凹陷的表面区域具有小的弧长可能是有利的。在其中弧长小于纵向长度的一些这样的实施例中，单个凹陷的表面区域可以从CLS的第一端到第二端是连续的。例如，这种长的凹陷的表面区域的弧长可以较小，以保持光纤的机械强度。

图5是图示了根据一些实施例的形成具有单个连续凹陷的表面区域的CLS的方法501的框图。在方框502处，接收一段多包层光纤(例如，参见上文关于光纤长度101所描述的类型)。在方框504处，可以从所接收的光纤长度的至少一部分去除外包层。在一些示例中，从所接收的光纤长度的中心部分整体去除外包层，同时在所接收的光纤长度的端部整体保持外包层。在方框506处，然后例如通过沿着所接收的光纤长度的中心部分烧蚀内包层的一部分来形成凹陷的表面区域。在示例性实施例中，在方框506处形成单个凹陷的表面区域。然而，在其他实施例中，可以在方框506处例如在不同的角位置处形成多个凹陷的表面区域。

图6A-6H是根据一些另外的实施例的CLS内的一定光纤长度的等轴视图。如图6A中所示，凹陷的表面区域610在光纤长度103上是连续的。与凹陷的表面区域610的宽度W相关联的非零弧长A可以例如根据规则或不规则(随机)图案在其纵向长度上变化。凹陷深度D也可以根据规则或不规则(随机)图案沿着凹陷的表面区域610的纵向长度变化。凹陷的表面区域610的宽度可以偏离作为凹陷的表面区域610的路径的函数的弧长A。例如，在路径是纯纵向的情况下(即，凹陷的表面区域610是直沟槽)，凹陷的表面区域610具有等于弧长A的宽度。在路径横穿内包层110的圆周的情况下，凹陷的表面区域610可以具有比弧长A小得多的宽度。凹陷深度D是非零的，使得沿着光纤长度103不存在完全圆柱形的内包层。角位置可以同样地根据不规则(随机)路径图案(如图6A中所示)或根据规则路径图案(例如图6B中所示的螺旋或螺旋凹槽或沟槽)沿着凹陷的表面区域610的纵向长度变化。

激光源可用于烧蚀包层材料并形成凹陷的表面区域610。凹陷的表面区域610的宽度W可以主要由激光源的光斑尺寸来控制，并且其次由在烧蚀期间耦合到内包层110中的激光能量的量来控制。凹陷的表面区域610的深度D可以主要由在烧蚀过程中耦合到内包层110中的激光能量来控制，该激光能量至少是激光功率/脉冲长度、脉冲数或脉冲重叠比的函数。在一些实施例中，通过调节脉冲的重叠，深度沿着凹陷的表面区域610的纵向长度变化，使得深度沿着螺旋具有“波纹”形状。由CLS结构占据的光纤长度103可以通过结合烧蚀时间和线性位移速率(速度)来控制。在一些螺旋CLS实施例中，可以在光纤绕其轴旋转的同时以纵向速率扫描激光。可替代地，当激光源围绕光纤轴旋转时，光纤可以沿着光纤轴纵向移动。

如图6B中所示，在CLS光纤长度103内，形状像螺塞钻的包层的螺旋部分已经绕光纤轴被去除至少完整的360°。对于具有一个或多个螺旋凹槽的实施例，每个凹槽具有横向宽度W，并且每个凹槽可以根据以光纤轴为中心的螺旋函数跨越内包层110的外周，这导致凹槽在其与光纤的横向平面的相交处具有弧长A。每个凹槽或沟槽的尺寸，以及凹槽数量和凹槽节距都可以被优化以实现特定的CLS性能要求，诸如峰值温度，和/或剥离速率(例如，一些dB/单位长度，和/或剥离效率(例如CLS的一些阈值dB水平)，和/或光纤强度)。因此，在螺旋凹槽设计中存在许多自由度，这些自由度可以确保CLS具有足够的机械强度以在仍以最小的形状因数剥离预期位置处的预期光的同时支撑其自身。

因为螺旋凹槽可以在其整个纵向长度上连续地剥离包层光，允许更短、更有效的包层光剥离器，同时将凹槽的横向光纤尺寸限制为仅弧长A，所以螺旋凹槽可以具有优于凹口(例如，横向于光纤轴具有最长长度的槽)的优点。与螺钉的导程类似，图6B所示的螺旋结构的螺距P限定了光纤长度103内的螺旋凹槽的数量。因此，除了螺旋性(旋向性)之外，还可以确定节距P、凹槽深度D和宽度W，以实现期望的剥离效率/光纤长度。螺距P可以显著地大于CLS结构的长度，使得CLS结构的长度内的匝数小于1(例如，1/4匝、1/2匝、3/4匝等)。该螺距P也可以基本上等于CLS结构的长度，使得在该螺旋中在该CLS的长度上存在大约一个整匝。在图6B所示的实施例中，示出了与小于光纤长度103的螺旋凹槽的一个完整匝相关的螺距P，其中示出了几乎1.5匝。在CLS制造期间可以例如通过控制线性和旋转速度来控制节距P。如果要改变螺距P，则可以在光纤长度103上改变每一整转和线速度的倍数。

在一些实施例中，螺距P显著短于CLS结构的长度，使得在CLS结构的长度内的匝数显著多于一匝(例如，3匝、5匝、10匝等)。在图6C中，螺距P约为CLS光纤长度103的1/6，因此有6个整匝。值得注意的是，螺距P可以小于凹槽宽度W，使得在光纤长度103内没有具有全包层直径D

在一些进一步的实施例中，节距P、凹陷深度D和/或凹槽宽度W中的至少一者沿着螺旋凹槽的长度变化。例如，深度D和/或凹槽宽度W可以随着离CLS的一端(例如，靠近光纤系统的包层光源端)的距离而单调增加。图6C示出了一个示例，其中凹陷的表面区域610在光纤长度103的第一部分上遵循具有第一螺距P

螺旋凹槽结构也可以在其长度上对称，凹槽的参数根据基本上相同的功能从CLS结构的中心到CLS结构的相对端变化。例如，凹槽节距P、凹陷深度D和/或凹槽宽度W可以各自随着接近CLS的每个末端而增大或减小。如上所述，在更长的光纤长度上将与耗散的包层光相关联的热量传播出去可能是有利的。这种展开可以用包括一个或多个螺旋结构的CLS容易地实现。例如，具有低剥离效率的第一螺旋结构可以去除包层光的一部分而不是全部。然后可遵循具有较高效率的另一螺旋结构，且此图案可根据需要持续一个或多个区段以实现目标总剥离效率。因为螺旋结构具有实现高剥离效率的能力，所以整个CLS光纤长度可以保持较小，但是通过在更高和更低的效率之间改变部分可以具有更好的散热。图6E是螺旋结构的图示，其中螺旋凹陷的表面区域610在中心光纤长度103A的相对侧上的两个末端光纤长度103B内具有较大的螺距P

虽然在图6B-6E中示出了一个螺旋凹槽，但是CLS可以包括两个或多个螺旋凹槽。包括多个螺旋结构的CLS可进一步优化CLS以满足性能要求，同时使光纤强度最大化以获得可靠性。使用多个螺旋结构对于设计和制造也是有利的，因为每个螺旋凹槽可以针对性能特性单独表征，并且组合以使CLS适应特定的应用要求。多个螺旋结构中的每一者可以具有不同的起点和终点，并且可以具有任意数量的螺旋结构，其中2-5个螺旋是100-180μm直径包层的示例性范围。多个螺旋结构可以沿着光纤轴线以纵向距离分开，或者可以围绕光纤轴线成角度地分开(例如，参见，具有围绕相同光纤长度的多个螺旋结构)。多个螺旋凹槽可以是一致的或相交的。旋向性也可在CLS内的多个螺旋结构上不同。

图6F示出了示例性CLS光纤结构，该示例性CLS光纤结构包括从光纤长度103A内的第一螺距P

图6G示出了示例性CLS光纤结构，其包括由角分离角φ分开的多个螺旋凹陷的表面区域610A和610B。凹陷的表面区域610A具有螺距P

图6H示出了示例性CLS光纤结构，其包括具有相反旋向性的多个螺旋凹陷的表面区域610A和610B。如图所示，螺旋结构在交点615处彼此交点。这样的交点可以是具有较高剥离速率的点，使得CLS结构内的交点615的密度也可以是可以被优化的设计参数。取决于用来制造凹陷的表面区域610A和610B的技术，在交点615内凹陷深度D可以更大。交点615的横向尺寸以及密度可以由凹陷深度D

在一个或多个参数值沿着连续的凹陷的表面区域的纵向长度变化的情况下，该凹陷的表面区域可以由端到端邻接的多个区段组成，其中该一个或多个参数值从一个区段变化到下一个区段。图7是图示了根据一些实施例的用于形成具有端到端分段表面区域的CLS的方法701的框图。在方法701中，在方框702处，光纤处理系统(例如，包括激光加工头)使用第一组参数值将凹陷的表面区域区段烧蚀到内包层中。在方框704处，例如根据预定的可预测(即，数学)函数或根据不可预测的(即，随机)函数来更新光纤处理系统参数值。在方框706处，光纤处理系统使用更新的参数值组将第二凹陷的表面区域区段烧蚀到内包层中。在方框702和706之间，光纤可以相对于光纤处理系统的激光器移位确保第一区段和第二区段邻接的量。

这些区段可以单独制造，例如每个区段可以用激光器的分立光栅扫描图案化到内包层中。每次扫描可以邻接下一次扫描。可替代地，激光器可以遵循单个扫描路径并且在单个扫描期间调制激光器工艺的特性(例如，遵循根据螺旋函数或其他连续函数由角位置和纵向位置定义的预定路径)。图8A是根据一些实施例的光纤长度103的平面图，其图示了凹陷的表面区域的端到端区段。如图所示，激光束扫描路径451和452之间的纵向分度使得扫描路径451和452烧蚀两个邻接的凹陷的表面区域区段(即，纵向间距S不大于零)。如以上在图4C的上下文中所描述的，不同的场线表示在扫描路径内的某个点处采用的不同的激光器输出功率电平。

图8B是包括以上在图1C的上下文中介绍的部件的CLS 801的横截面图。然而，CLS801进一步图示了延伸整个光纤长度103的凹陷的表面区域150，并且凹陷的表面区域150内的区段都具有在区段之间变化的非零凹槽深度。这样的深度变化可以沿着凹陷的表面区域的整个长度引起模混合和/或损失。在所图示的示例中，存在非零凹陷深度的不规则或随机图案。这种随机化可以基本上如本文别处所述的那样实施。在其他实施例中，可以存在变化的规则图案。

图9A和9B是根据一些实施例的内包层110的平面图，其示出了适用于在包层中形成连续凹陷的表面区域的光斑尺寸931、932和933以及光栅路径951和952。如图9A中所示，扫描路径951是具有x-z矢量运动的Z字形图案。取决于光斑尺寸，可以调制所得到的凹陷的表面区域的弧长和角位置。例如，对于光斑尺寸931，沿扫描路径951的烧蚀可以产生基本上跨越内包层110的整个横向宽度的连续凹陷的表面区域。对于近似等于内包层110直径的较大光斑尺寸933，在沿着扫描路径951烧蚀之后，可以生成连续的凹陷的表面区域，该连续的凹陷的表面区域仅周期性地避开横向宽度的一些部分，剩余的弧长凹陷到如果在沿着扫描路径951的点处调制激光输出功率则可以变化的一些深度。图9B图示了具有较短周期的锯齿形扫描图案。

图10是根据一些实施例的图示了具有连续深度调制的凹陷的表面区域150的在CLS内的一光纤长度的横截面图。通过连续深度调制，沿着光纤长度103的扰动可以沿着凹陷的表面区域的整个长度引起模混合和/或损耗。在图示的示例中，除了整个凹陷的表面区域150从内包层(D

如上所述，可以通过激光烧蚀一些包层材料将CLS的凹陷的表面区域图案化为包层。图11是根据一些实施例的激光光纤处理器(处理系统)1101的示意图，其可操作以制造CLS。处理系统1101包含激光器1115。在一些示例性实施例中，激光器1115是CO

激光器1115通过传送光纤输出，在一些实施例中传送光纤还包括光束调节器1120。光束调节器1120可以包括例如用于聚焦的自由空间光学器件和/或光纤光学器件。在一些实施例中，光束调节器1120包括一个或多个透镜，该透镜包括适当折射率的材料，诸如ZnSe。在离开透镜时，光束可以在某个工作距离处聚焦成球面或非球面光斑尺寸1130。光斑尺寸1130可以随实施方式而变化。例如，250μm或更大的较大光斑尺寸(例如，通过散焦光学器件达到的)可以产生大的平滑特征，可以预期该特征维持光纤的高机械强度。或者，光斑尺寸1130可以明显小于光纤的内包层直径。例如，光斑尺寸1130可以显著小于100μm，小于75μm，甚至不大于50μm。特别地，由给定光斑尺寸的激光器形成的凹陷的宽度可以显着地小于光斑直径。例如，超过200μm的光斑尺寸可以呈现直径小于100μm的凹陷。在这个较小的尺寸下，光斑可以显着地小于内包层的外径，例如，内包层可以是125-660μm。

处理系统1101还包含机动化平移和/或旋转台1110。工作台1110，其可操作用于在三个轴(x、y、z)上线性平移，在激光入射平面中可倾斜，并且可围绕光纤101的轴旋转(在图11中以虚线画出，因为光纤仅是处理系统1101的工件，而不是处理系统1101的一部分)。处理系统1101还包括计算机控制器1105，该计算机控制器1105通信耦合到激光器1115和平台1110。计算机控制器1105可操作以一致地控制激光器1115和工作台1110以烧蚀工件的任何预定区域(例如，光纤101)。

如上所述，在一些示例性光纤加工方法的上下文中，可通过用一个或多个激光脉冲照射包层的一部分，在所需位置和所需边界尺寸处图案化凹陷的表面区域。该工作台(或激光器)然后可以被索引到下一个功率，该光束再聚焦在该光纤的另一个位置上以图案化下一个凹陷的表面区域。

图12是根据一些实施例的多模光纤激光处理系统1201的示意图。在图12中，系统1201包含具有有效光纤长度101。种子光源例如在输入耦合器处耦合到光纤101。种子光源可以是例如二极管泵浦固态激光器、量子级联激光器、被动q开关激光器、二极管激光器、锁模激光器、光纤激光器或其组合。种子光源可以可操作用于例如连续波输出、脉冲输出或波长啁啾脉冲输出中的任何一者。作为一个具体示例，种子光源是Nd:YAG激光器。

在光纤101的有效长度内，存在稀土掺杂剂。例如，这样的掺杂剂可以在光纤的纤芯内，导致至少部分地与种子光源的光谱重叠的光学增益光谱。例如，镱可以用作适合于包含1030nm和1090nm之间的波长的种子激光源的稀土掺杂剂。在其他实施例中，可以使用其他稀土掺杂剂。在一些示例性实施例中，光纤101是双包层光纤，其中通过在围绕纤芯的内包层内传播的泵浦光在纤芯中放大种子光。该光泵具有与光纤101的有效长度的吸收光谱至少部分重叠的输出光谱。例如，在选择镱作为稀土掺杂剂的情况下，光泵可以是可操作以发射近976纳米的光纤耦合激光二极管。来自光泵浦源的输出可以用任何已知的泵浦组合器光耦合到光纤101的有效长度。例如，该泵可以反向传播配置被操作，或者可以在光纤101的有效长度的上游被引入，使得来自种子光源的光和泵浦光在光纤101的有效长度内共同传播。

在示例性实施例中，光纤101包括CLS 102，该CLS 102进一步耦合到可用作传送光纤的另一光纤长度101(例如，光纤，双包层光纤)。该递送光纤可以进一步联接到例如加工头。根据一些实施例，CLS 102可以具有本文别处描述的一个或多个特征。CLS 102的下游是输送光纤，其在所示示例中包括加工头。在传输光纤处的输出功率可以变化，例如从500W变化到3KW。

虽然已经参照各种实施方式描述了本文阐述的某些特征，但是该描述不旨在被解释为限制性的。因此，对于本公开所属领域的技术人员显而易见的对本文描述的实施方式的各种修改以及其他实施方式被认为落入本公开的精神和范围内。应当认识到，本发明不限于如此描述的实施例，而是可以在不脱离所附权利要求的范围的情况下进行修改和改变。

在第一示例中，光纤装置包括第一光纤长度和第二光纤长度，每个光纤长度包括在纤芯上的内包层上的外包层。该装置包括包层光剥离器(CLS)，该包层光剥离器包括第三光纤长度，该第三光纤长度将该第一光纤长度耦合到该第二光纤长度。该第三光纤长度还包括纤芯和内包层，该内包层具有从标称包层直径凹陷的一个或多个表面区域，以扰动在该内包层中传播的光。这些凹陷的表面区域中的个别凹陷的表面区域具有超过这些区域的弧长的纵向长度，以及在该纵向长度上变化的深度。

在第二示例中，对于第一示例中的任一者，凹陷的表面区域中的相邻凹陷的表面区域端到端地邻接，并且其中一个或多个尺寸或绕第三光纤长度的轴线的角位置变化。

在第三示例中，对于第一示例至第二示例中的任一者，凹陷的表面区域中的相邻凹陷的表面区域的深度在第三光纤长度上变化。

在第四示例中，对于第三示例中的任一者，深度在多个凹陷的表面区域内在统计上是随机的。

在第五示例中，对于任何第二示例，角度位置在纵向长度上变化。

在第六示例中，对于第一示例至第五示例中的任一者，该装置包括与第三光纤长度相邻的热沉，该热沉包括吸收将在凹陷的表面区域逸出的光并耗散由光的吸收产生的热量的材料。

在第七示例中，对于第六示例中的任一者，凹陷的表面区域中的相邻凹陷的表面区域在第三光纤长度的至少大部分上端到端邻接。

在用于第一示例至第七示例中任一者的第八示例中，凹陷的表面区域包括在围绕光纤轴线的第一角位置处的第一组凹陷的表面区域，以及在第二角位置处的第二组凹陷的表面区域。第二组中的个别组纵向定位在第一组中的个别组之间，而在第一组和第二组中的相邻组之间没有重叠。

在第九示例中，对于第一示例至第八示例中的任何一者，第一光纤长度、第二光纤长度和第三光纤长度的纤芯具有第一直径，第一光纤长度和第二光纤长度的内包层都具有相同的包层直径，并且第三光纤长度至少在凹陷的表面区域内没有外包层。

在第十示例中，光纤激光器系统包括源激光器、泵浦激光器和第一光纤长度。第一光纤长度具有耦合到源激光器并且由两个或多个包层包围的纤芯，并且其中包层中的第一包层耦合到泵浦激光器。该系统包括第二光纤长度。第二光纤长度具有由两个或多个包层包围的纤芯。该系统包括包层光剥离器(CLS)，该包层光剥离器包括将第一光纤长度耦合到第二光纤长度的第三光纤长度。该第三光纤长度还包括纤芯和内包层，该内包层具有从标称包层直径凹陷的一个或多个表面区域，以扰动在该内包层中传播的光。这些凹陷的表面区域中的个别凹陷的表面区域具有超过这些区域的横向宽度的纵向长度，以及在该纵向长度上变化的深度。

在第十一示例中，对于第十示例中的任一者，凹陷的表面区域中的相邻凹陷的表面区域端到端地邻接，并且其中凹陷的表面区域中的相邻凹陷的表面区域的深度在第三光纤长度上变化。

在第十二示例中，对于第十示例至第十一示例中的任一者，激光系统具有至少500W的功率输出。

在第十三示例中，光纤装置包括第一光纤长度和第二光纤长度，每个光纤长度包括在纤芯上的内包层上的外包层。该装置包括包层光剥离器(CLS)，该包层光剥离器(CLS)包括将第一光纤长度耦合到第二光纤长度的第三光纤长度，其中第三光纤长度还包括纤芯和内包层，该内包层具有一个或多个螺旋凹槽以扰动在内包层中传播的光。

在第十四示例中，对于第十三示例中的任一者，一个或多个螺旋凹槽具有在第三长度上变化的深度、宽度或螺距。

在第十五示例中，对于第十三示例至第十四示例中的任一者，一个或多个螺旋凹槽在第三长度上连续地延伸，并且凹槽中的各个凹槽具有比第三长度短的螺距。

在第十六示例中，对于第十三示例至第十五示例中的任一者，一个或多个螺旋凹槽在第三长度上围绕纤维轴线形成两个或更多个匝。

在第十七示例中，对于第十三示例至第十六示例中的任一者，一个或多个螺旋凹槽包括单个螺旋凹槽。

在第十八示例中，对于第十三示例至第十七示例中的任一者，一个或多个螺旋凹槽包括纵向或成角度地间隔开的两个或多个螺旋凹槽。

在第十九示例中，对于第十八示例中的任一者，两个或多个螺旋凹槽彼此相交。

在第二十示例中，对于第十九示例中的任一者，两个或多个螺旋凹槽具有相反的旋向性。

在第二十一示例中，形成光纤装置的方法包括接收光纤，该光纤包括通过第三光纤长度与第二光纤长度分开的第一光纤长度，光纤的每个长度包括在纤芯上的内包层上的外包层。该方法包括从第三光纤长度的至少一部分去除外包层。该方法包括通过将激光束光斑聚焦在该内包层的外表面上而使该内包层的一个或多个表面区域凹陷在该光纤的该第三长度的该部分内。该凹陷包括沿着该光纤的超过该光斑的横向宽度的长度纵向地相对于该激光束移位该光纤，并且其中该凹陷包括在该移位过程中改变该射束的功率。

在第二十二示例中，对于第二十一示例中的任一者，该方法还包括在移位期间改变激光器相对于内包层的外表面的入射角。

在第二十三示例中，对于第二十一示例至第二十二示例中的任一者，该方法还包括在该移位期间改变该激光束相对于该光纤的纵轴的角位置。

在第二十四示例中，对于第二十三示例中的任一者，根据螺旋函数改变角位置。

在第二十五示例中，对于第二十三示例至第二十四示例中的任一者，根据概率分布函数来改变角度位置或入射角。

在第二十六示例中，对于第二十一示例中的任一者，在移位期间改变光束的功率还包括将光束指引到光纤上的第一位置、以第一光束功率将内包层的第一部分烧蚀到第一深度、指引到光纤上与第一位置间隔开不大于聚焦光束的光斑尺寸的距离的第二位置的光束的位置，以及以第二光束功率烧蚀内包层的第二部分到第二深度。

在第二十七示例中，对于第二十六示例中的任何示例，该方法还包括基于根据均匀概率分布(PDF)采样的随机数来选择第一波束功率和第二波束功率。

在第二十八示例中，对于第二十一至第二十七示例中的任一者，使用CO

在第二十九示例中，对于第二十一至第二十八示例中的任一者，使光纤相对于激光束移位还包括使光纤相对于激光束移位至少第三光纤长度。

上述实施例可以包括仅仅采用这些特征的子集、采用这些特征的不同顺序、采用这些特征的不同组合，和/或采用与明确列出的那些特征不同的附加特征。因此，本发明的范围应当参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定。