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龙图腾网恭喜桂林电子科技大学申请的专利一种耦合水束光纤的激光束聚焦方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN111474709B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-02-18发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202010468475.9，技术领域涉及：G02B27/00；该发明授权一种耦合水束光纤的激光束聚焦方法及系统是由龙芋宏;黄宇星;梁恩;张光辉;刘清原;周嘉;焦辉设计研发完成，并于2020-05-28向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种耦合水束光纤的激光束聚焦方法及系统在说明书摘要公布了：本发明公开一种耦合水束光纤的激光束聚焦方法及系统，设置相位板6，经准直扩束后的光束在相位板6进行相位调制后再生成无衍射光束，能降低无衍射光束的旁瓣效应，并提高中心光斑能量密度；设置正负轴棱锥镜组合单元7将光束生成中心光斑小、准直区长的无衍射光束；利用退火算法对相位板6参数进行分析和优化，结合相位板6振幅透过率函数、正负轴棱锥镜组合单元7振幅透过率函数、评价函数、水束‑光束耦合条件对激光束准直扩束单元5、相位板6、正负轴棱锥镜组合单元7做进一步的分析和优化，使得聚焦效果最优，提高光束的质量和水束‑光束的耦合效率，降低水束‑光束的耦合难度。

本发明授权一种耦合水束光纤的激光束聚焦方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种耦合水束光纤的激光束聚焦方法，其特征在于，包括如下步骤：1预设初始的准直扩束参数；2预设相位板6参数，所述相位板6参数包括形状、相位、总环数、环径；利用退火算法计算相位板6的初始总环数和对应的初始环径；计算相位板6的振幅透过率函数以及环深度；3计算初始的正负轴棱锥镜组合单元7的参数31预设正负轴棱锥镜组合单元7参数的轴棱锥镜角，计算正负轴棱锥镜组合单元7参数，所述正负轴棱锥镜组合单元7参数包括等效锥角、最大无衍射光束区域、无衍射光束中心光斑直径、光线角以及正负轴棱锥镜组合单元7的振幅透过率函数；32计算总振幅透过率函数；33利用正负轴棱锥镜组合单元7的入射光束的光场振幅函数以及总振幅透过率函数计算总光场振幅函数和空间光场轴上的振幅函数，再计算总光场光强分布和空间光场轴上的光强分布；34利用总光场光强分布、空间光场轴上的光强分布、评价函数以及预设的对比中心光强、预设的对比主旁瓣数、预设的对比中心光强与主旁瓣的比值计算初始的正负轴棱锥镜组合单元7的参数；4利用初始的准直扩束参数、相位板6的初始环数和对应的初始环径、初始的正负轴棱锥镜组合单元7的参数以及水束-光纤耦合条件确定最优的准直扩束参数、最优的相位板6参数以及最优的正负轴棱锥镜组合单元7参数步骤2中，利用退火算法计算相位板6的初始环数和对应的初始环径，具体步骤为：21预设初始温度、总环数和搜索长度；22预设当前环数对应的当前环径为第一随机数；生成随机相邻的解决方案，得到第二随机数；23计算系统的光场强度；24利用成本函数计算第一随机数和第二随机数的成本；如第二随机数的成本小于第一随机数的成本，执行步骤25；否则执行步骤27；25获取下一个环径的随机数与本环径随机数之差的最小值做为环径差；当环径差小于第一预设值时，移除下一个环径和当前环径，覆盖所述环径差，并以第二随机数替代第一随机数作为当前环数对应的初始环径，执行步骤26；26如初始温度与减量步长之差仍小于最终温度，则返回第二随机数作为该当前环数对应的初始环径，否则，总环数减2进行迭代，继续执行步骤22对下一环数进行环径计算，直至完成所有环数的初始环径计算；27计算与第一随机数和第二随机数相关的概率，如得到概率大于第二预设值，则执行步骤25，否则执行步骤26；步骤2中，相位板6的振幅透过率函数： 其中，r表示相位板6的环径，M表示总环数，rM表示第M个环数对应的环径，rm表示第m个环数对应的环径，m＝1,2,...,M，circ.为圆函数；步骤34中，评价函数为L退火算法的实际搜寻长度，Icz为无衍射光束中心瓣的峰值强度，I1z为无衍射光束主旁瓣的峰值强度；步骤4中，水束-光束耦合条件为其中，nw为水的折射率、na为空气折射率、θa为光线射入水束光纤的入射角、df为聚焦光斑直径、dj为耦合腔中的喷嘴形成水束光纤直径、dn为耦合腔中的喷嘴孔径、NAj为水束光纤的直径。

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