[发明专利]剪切用于成像印刷介质的辐射束

说明书

技术领域

本发明涉及用于对辐射束进行剪切的系统和方法。特别地，本发明涉及用以减少在成像印刷(printing)介质中使用的辐射束的微细结构的系统和方法。

背景技术

二极管激光器在许多成像应用中被使用作为方便且低成本的辐射源。材料处理应用可利用适当耦合的二极管激光辐射来改变工件的性质或特性。图像记录和显示系统可使用激光二极管来为光学系统提供照明。

在一个特别的成像应用中，可使用激光二极管发射器的单片阵列来对多通道光阀进行照明。光阀通常具有多个单独可寻址的调制器站点；每个站点产生成影像(imagewise)调制后的光的束或通道。通过在图像接收器上扫描通道的同时选择性地激活通道来形成图像。对于高质量成像，通常需要通道在其成像特性方面是均匀的，由于来自激光二极管的照明是高度散光的且具有差的总体束质量，因此该要求对系统设计者提出了困难的挑战。因此，用于收集并且格式化光输出的光学系统试图克服二极管激光输出的固有限制，以便产生可用的照明。

美国专利第5,517,359号(Gelbart)描述了一种对从具有多个发射器的激光二极管阵列到线性光阀上的辐射进行成像的方法。光学系统在光阀的平面处对来自每个发射器的辐射线进行叠加，从而形成单个组合的照明线。叠加提供了一些对发射器故障(局部或全部)的免疫。在这样的故障的情况下，当减小输出功率时，线的均匀性不被严重影响。

甚至在叠加发射器的情况下，单个发射器辐射分布的均匀性也仍对线的总体均匀性具有影响。良好的激光二极管阵列可以具有在慢轴中超过20％不均匀的发射器。当组合来自多个发射器的辐射时，一些不均匀性可相互补偿，但是通常仍保留10％-15％的不均匀性。一些光阀可以通过衰减来自被更强地照明的通道的输出来平衡来自每个通道的输出而容许该不均匀性。然而，由于不可能放大弱通道，因此这表示有用光输出的高达15％的浪费。

美国专利第6,137,631号(Moulin)描述了一种用于混合来自激光二极管阵列上的多个发射器的辐射能量的装置。该混合装置包括多个反射面，所述多个反射面放置在激光辐射被聚焦的点处或位于该点下游。进入混合装置的辐射能量进行了多次反射，这使得显现的辐射能量的输出分布更均匀。

具有十九个或更多个150μm发射器的激光二极管阵列现在是可用的，其中在近红外波长处具有大约50W的总功率输出。尽管不断进行努力以提供更高的功率，但是材料和制造技术仍然限制了对于任何给定配置可以实现的功率。为了提供总功率在100W左右的照明线，光学系统设计者可仅剩下组合来自多个激光二极管阵列的辐射的选择。在如此组合辐射时，必须注意保持照明的亮度。这对设计者施加了实际限制。

美国专利第7,209,624号(Reynolds等人)描述了一种照明系统，其中，来自一个或多个激光阵列的辐射被引导到光管中。光管混合来自激光阵列的单个辐射贡献并且形成均匀照明线。每个激光阵列的指向方向被监测并被控制，以维持合成照明线的亮度。

美国专利第5,923,475号(Kurtz等人)描述了一种用于激光印刷机(printer)的照明系统，其包括激光二极管阵列、交叉阵列照明光学器件、激光小透镜阵列、空间光调制器以及利用涌出(flooded)均匀光对空间光调制器进行照明的复眼集成器(fly’s eye integrator)。该设计试图提供来自多个二极管激光发射器的、对空间光调制器的空间上且成角度均质化的均匀泛光照明(flood illumination)。

作为技术发展的结果，由单个二极管激光器发射的功率已提高，并且变得有可能采用曾经较少的单个激光器或激光发射器来获得给定的功率水平。尽管这通常而言是良好的发展，但是存在使得光学系统设计复杂的一个方面。问题在于，当针对实际应用组合辐射时(无论这是通过光纤结构、镜子、复眼结构还是大大保留光的相干性的任何其它设备的使用)，导致增加的相干感应微细结构。当在照明器中采用这样的布置用于成像目的时，如在例如激光成像平版的制备中那样，可对平版施加微细结构，从而产生不希望的条纹。

因此，需要一种用以从这样的照明系统减少或去除微细结构的装置。

发明内容