[实用新型]一种基于矢量曲线路径的象元可变角度的曲线光刻加工装置

说明书

[技术领域]

本实用新型属于紫外激光光刻技术领域，具体的是在光刻胶膜板上制作矢量路径曲线象元可变角度的刻蚀加工装置。 

[背景技术]

矢量光刻曲线在激光防伪领域有大量广泛的应用，如有价证券、镭射包装材料、商标制作、法定证卡等。目前实现矢量曲线加工的公知技术主要有：点阵技术制作曲线，激光雕刻技术制作曲线方式。其中： 

点阵技术制作曲线方法。在图形设计阶段，把设计的矢量曲线转换成位图文件，通过点阵光刻系统制作曲线的一种方法。该种方法由于在设计图形阶段，图形进行了一次变换，使得平面位置信息的丢失，在制作阶段需用人工设置的方法，把位置信息重新进行设置。保证曲线在图形中的相对位置正确。该人工位置设置方法存在技术复杂，同一图形不同分辨率设置也不尽相同等缺点。同时，制作出的曲线光滑度不够圆滑，曲线存在锯齿状，影响美观。制作的曲线比较单一，不能制作复杂的曲线图形。由于采用点阵光刻技术制作，制作周期长。综上所述，该种方法制作复杂，制作周期长，象元单一角度方向。 

激光雕刻技术制作方法。通过矢量图形制作，直接导入加工设备中，在光刻胶版上进行刻蚀。此方法设计简单，但是缺点是整个矢量曲线上亮度不均匀，曝光点疏密不匀，特别是在起始阶段，光点重叠，严重影响产品质量，也存在光孔单一角度方向。 

[发明内容]

有鉴于此，本实用新型提出了利用干涉光路和矢量曲线特性制作基于矢量路径的象元可变角度的矢量曲线光刻加工装置，用于制作矢量曲线。 

任何一条曲线我们都可以看成是有无数段小直线段构成的，每个小线段均有起点位置和终点位置信息，根据这些信息可确定线段的斜率和法线，依据法线的矢量方向可确定光孔的角度方向。 

假设一条线段的起点p1和终点p2坐标分别为（x1,y1）；（x2,y2），这条线段的斜率为 

K1＝（y2-y1）/（x2-x1），过p2点垂直于过p1,p2点的所连直线的斜率k2 

由二条垂直相交直线斜率乘积为－1，可得到k1*k2＝－1 

得到k2=-1/k1。 

依据上面的理论分析，我们可以确定曲线上任何一点的法线，通过一个单轴电机根据曝光点法线的矢量方向旋转，配合曝光系统和定位系统，可以得到基于矢量曲线路径的象元可变角度的曲线。 

由此，提出一种依据本实用新型的目的，提出一种基于矢量曲线路径的象元可变角度的曲线光刻加工装置，包括光源、第一光学镜头组、可变象元、分光器件、可变光阑、第二光学镜头组、移动平台和驱动装置，其特征在于所述的移动平台上设有曝光装置，所述的曝光装置由光源、第一光学镜头组、可变象元、分光器件、可变光阑和第二光学镜头组自上至下排列组成，所述的驱动装置包括两个驱动电机，第一驱动电机连接可变象元，第二驱动电机连接移动平台。 

所述的分光器件为空间调制器。 

所述的所述可变象元是个空间光象元调制器，第一驱动电机带动控制空间光象元调制器象元角度变化。 

所述的第一光学镜头组和第二光学镜头组组成一个缩放的只能紫外光透过的投影光学镜头组。 

所述的可变光阑由一组孔径可调的通孔装置组成。 

所述的第二驱动电机驱动整个曲线光刻加工装置旋转运动。 

所述可变象元是个空间光象元调制器，形状为正方形或圆形，包括各种字体和图形、数字微镜。 

所述第一光学镜头组和第二光学镜头组组成一个缩放的只能紫外光透过的投影光学镜头组，光学镜头组的缩放倍数为10倍-20倍。 

可变光栅通过手动变换不同空间频率的光栅器件；可变光阑通过手动调节光阑的孔径。 

上面所述的矢量曲线光刻加工装置，与现有的技术相比，有以下的优点： 

优点一：矢量曲线制作方便，制作周期短。任意形状和角度的曲线，都有完美的光刻表现； 

优点二：制作出的矢量曲线，顺滑无锯齿由于是矢量图形进行的光刻曲线制作，矢量曲线在行进时没有点阵制作时产生的台阶形状； 

优点三：制作出的矢量曲线，曝光点疏密均匀，可控性高。可依据曲线要求，对曝光点进行疏密控制； 

优点四：利用空间光象元调制器显示不同的象元，在同一条矢量曲线路径上得到不同的象元组合，每个曝光点可形成有规律的文字、图案。 

[附图说明]

图1为本实用新型所述的光刻加工装置结构示意图 

图中1光源2第一光学镜头组3可变象元4空间调制器5可变光阑6第二光学镜头组7移动平台；