在激光加工應用中，DOE在光束整形和多光束加工方面有著自己的優勢。如果能夠使這些功能通過搭配組合，把衍射光學元件的多種光束整形功能整合在一個鏡片上，則能在實際激光加工和科研中發揮更大的作用。這種功能可調的光束整形的設計方式為在DOE表面設立不同的衍射功能區，每個DOE分區都能獨立工作產生特定的衍射圖案，在使用具有多個子孔徑的DOE時，可以通過改變光束與DOE之間的位置，或者改變光束相對于DOE中心的位置，實現不同的功能或者不同的功能組合。這種輸出光斑可調的DOE又稱為多合一DOE，多功能DOE。

目前討論的子孔徑，可以適用于以下四種主要焊接應用。我們根據它們的造型需求來定義這些類別，具體見表1。

M型光斑（π型光斑）

對于焊接應用，傳熱功能取決于許多參數，例如暴露時間，材料的電導率，環境條件等。

形狀均勻的光束對于焊接面積較大的區域（在這個區域常進行光束整形）的焊接應用不是的。 通常，中心區域過熱，而拐角加熱不足。這個問題可以通過產生與熱圖成反比的光照分布來解決，其中中心的強度，拐角的強度–這稱為正方形M型光斑。 中心和拐角之間的強度比可以通過上面子孔徑部分中所述的相同即時調整以適應特定的工藝需求。 實時控制和閉環反饋可以使此過程更加。 圖9顯示了方形M型光斑的強度分布示例。

調整M2的光束整形

除了將激光輸出到一個特定空間強度分布的標準光束整形外，還有另一個非常有趣的想法是多模激光的合成光束整形（或M2變換）。

通常，焊接應用中使用的高度多模激光器由于M2值高而無法緊密聚焦。 對于光纖耦合kW激光器，功率與非相干性之間存在內在聯系——通常，功率越高，光纖數值孔徑（NA）越大，M2越高。 因此，當以非常高的功率工作時，通過標準整形無法實現具有良好焦深的緊密聚焦。

一種實現縮小聚焦和增加聚焦深度的是在正交軸上操縱激光光束質量，以使其中一個軸變得非常相干而個軸變得非常不相干。總體而言，空間連貫性僅略微增加。當前，M2轉換有兩種已知的形式——x-y坐標和R-θ坐標。

我們在圖11中演示了在M2變換之后使用當前使用的形狀。左下角的小圖形表示現有的形狀，而大圖像表示使用M2變換可能會改善的形狀。

圖11a中展示出了用于釬焊和焊接的三點激光整形。在這種中，通常沿箭頭方向掃描。通過M2變換，可以在保持與當前形狀相同的功率密度的同時，實現更窄的中心點和環繞點。這樣可以釬焊具有更窄和更小接縫的特征。

圖11b描述了類似的概念，但是以極坐標表示。 與中心點相比，環形光束具有相同的功率密度，并且環形厚度更窄。

圖11c顯示，可以通過M2轉換實現非常態分布，而這在高度多模激光器的正常成形中是不可能的。如果沒有M2變換，對于較小的環直徑，環將重疊，而對于轉換后的光束，環可具有較小的分離角度。