[发明专利]波束形成光学系统、和直接成像系统

说明书

一种直接成像系统包括：照明单元，包括多个光源，所述多个光源被配置为发射多个波束；光学系统，用于形成要以位置或角度对准的多个波束；声光调制器，被定位为接收以位置或角度之一对准的多个波束，并且当声波在声方向中传播时，相继地对所述多个波束的不同部分进行衍射；以及扫描元件，适于以扫描速度、利用该声光调制器所调制的多个波束来扫描曝光表面，其中将该扫描速度选择为将所述多个波束的不同部分不相干地联合为单一曝光焦斑。

本申请是申请日为2012年8月16日、申请号为201210292389.2、发明名称为“用于直接成像的系统和方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

在本发明的一些实施例中，本发明涉及使用声调制的直接成像(DI)，并且更具体、但是非排他性地，涉及利用半导体激光二极管(LD)的直接成像。

背景技术

在直接成像(DI)系统中，扫描波束用于一次一个或多个像素地将图像直接写入到诸如光阻材料之类的曝光表面。有时，通过利用声光调制器(AOM)(其也称为布拉格器件)来对扫描波束进行调制来获得图像。AOM使用声光效应，以基于所存储的图像数据、使用(通常处于射频处的)声波来对光进行衍射和使该光偏转。一旦被调制，通过当曝光表面(或扫描波束)在扫描方向中前进时、将所调制的波束反射离开多小面的旋转多边形物体，来典型地在光栅图案中提供扫描。

在一些已知的系统中，将史柯风(Scophony)扫描效应用于使得由以下原因而导致的所生成图案的空间模糊最小化：a)调制器中的声波的有限速度；和b)激光照明器的连续本性。对于史柯风扫描效应的需求在于，通过AOM与曝光表面之间的光学系统的放大率所增加的、在AOM中的声音波的声速度等于写入焦斑(writing spot)在曝光表面上的扫描速度，但是它是在相反方向中的。史柯风扫描效应导致使得数据信息“站立(standing)”在曝光表面上的预定地点上。

标题为“Laser scanning utilizing facet tracking and acousto pulseimaging techniques”的美国专利第4,205,348号描述了一种用于使用多小面旋转多边形物体作为扫描器装置来改善激光扫描系统的效率和分辨率的方法和设备，该美国专利第4,205,348号的内容通过参考而合并于此。利用声光布拉格器件，作为有源光学元件，以便既调制和偏转入射的激光波束，从而在完整的扫描期间使得所调制的波束跟踪该扫描器的一个小面，并移位到相邻小面，以用于接下来的扫描。为了提供小面跟踪，声载频必须与记录介质的表面的扫描动作同步地在时间上变化。描述了，通过在相反的方向中按照与激光记录或写入波束的速度相同的相对速度在记录介质的表面处移动声脉冲的图像，使用史柯风扫描效应，来在没有模糊的情况下完成输入电信号在记录介质表面上的成像。

标题为“Laser marking apparatus including an acoustic modulator”的美国专利第5,309,178号描述了一种激光打标设备，包括：至少一个激光波束源；多信道声调制器，用于定义多个至少部分重叠的调制区段；用于将来自至少一个激光波束源的至少一个激光波束指引通过多信道声调制器、使得每个激光波束延伸穿过至少部分重叠的调制区段中的至少两个的设备；和成像设备，用于将来自调制器的光指引到激光标记图像平面，该美国专利第5,309,178号的内容通过参考而合并于此。

在连续波模式中操作激光波束源。描述了，将激光二极管(LD)用作激光波束源，该激光波束源用于扫描具有高光敏性的材料的记录介质。可选地，一对LD作为该激光波束源，该对LD中的每一个具有对应的驱动器、延迟板和准直透镜。当采用该对LD时，延迟板旋转LD的偏振向量，使得可以在没有由偏振器波束分离器造成的能量损失的情况下对它们进行组合。