在激光加工应用中，DOE在光束整形和多光束加工方面有着自己***的***。如果能够使这些功能通过搭配组合，把衍射光学元件的多种光束整形功能整合在一个镜片上，则能在实际激光加工和科研中发挥更大的作用。这种功能可调的光束整形方法的设计方式为在DOE表面设立不同的衍射功能区，每个DOE分区都能独立工作产生特定的衍射图案，在使用具有多个子孔径的DOE时，可以通过改变光束与DOE之间的位置，或者改变光束相对于DOE中心的位置，实现不同的功能或者不同的功能组合。这种输出光斑可调的DOE又称为多合一DOE，多功能DOE。

目前讨论的子孔径方法，可以适用于以下四种主要焊接应用。我们根据它们的造型需求来定义这些类别，具体见表1。

M型光斑（π型光斑）

对于焊接应用，传热功能取决于许多参数，例如暴露时间，材料的电导率，环境条件等。

形状均匀的光束对于焊接面积较大的区域（在这个区域***常进行光束整形）的焊接应用不是的。 通常，中心区域过热，而拐角加热不足。这个问题可以通过产生与热图成反比的光照分布来解决，其中中心的强度***，拐角的强度–这称为正方形M型光斑。 中心和拐角之间的强度比可以通过上面子孔径部分中所述的相同方法即时调整以适应特定的工艺需求。 实时控制和闭环反馈可以使此过程更加***。 图9显示了方形M型光斑的强度分布示例。

调整M2的光束整形方法

除了将激光输出到一个特定空间强度分布的标准光束整形外，还有另一个非常有趣的想法是多模激光的合成光束整形（或M2变换）。

通常，焊接应用中使用的高度多模激光器由于M2值高而无法紧密聚焦。 对于光纤耦合kW激光器，功率与非相干性之间存在内在联系——通常，功率越高，光纤数值孔径（NA）越大，M2越高。 因此，当以非常高的功率工作时，通过标准整形无法实现具有良好焦深的紧密聚焦。

一种实现缩小聚焦和增加聚焦深度的方法是在正交轴上操纵激光光束质量，以使其中一个轴变得非常相干而***个轴变得非常不相干。总体而言，空间连贯性仅略微增加。当前，M2转换有两种已知的形式——x-y坐标和R-θ坐标。

我们在图11中演示了在M2变换之后使用当前使用的形状。左下角的小图形表示现有的形状，而大图像表示使用M2变换可能会改善的形状。

图11a中展示出了用于钎焊和焊接的三点激光整形方法。在这种方法中，通常沿箭头方向扫描***。通过M2变换，可以在保持与当前形状相同的功率密度的同时，实现更窄的中心点和环绕点。这样可以钎焊具有更窄和更小接缝的特征。

图11b描述了类似的概念，但是以极坐标表示。 与中心点相比，环形光束具有相同的功率密度，并且环形厚度更窄。

图11c显示，可以通过M2转换实现非常态分布，而这在高度多模激光器的正常成形中是不可能的。如果没有M2变换，对于较小的环直径，环将重叠，而对于转换后的光束，环可具有较小的分离角度。