一种无色扫描装置，其中该上游光学扫描器件(2)及该下游光学扫描器件(4)采用某个设计方案及相对布置方案，使得针对映射至该目标表面(5)的光束(1.1)而言，该上游光学扫描器件的第一影像平面(BEpreλ1)与该下游光学扫描器件的针对一第一射束分量(1.1.1)的第一物镜平面(OEpostλ1)叠合，该上游光学扫描器件的第二影像平面(BEpreλ2)与该下游光学扫描器件的针对一第二射束分量(1.1.2)的第二物镜平面(OEpostλ2)叠合，其中，该下游光学扫描器件的该第一物镜平面(OEpostλ1)及该下游光学扫描器件的该第二物镜平面(OEpostλ2)分配有该下游光学扫描器件的一位于该目标表面(5)上的影像平面(BEpost)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种无色扫描装置，其中该上游光学扫描器件(2)及该下游光学扫描器件(4)采用某个设计方案及相对布置方案，使得针对映射至该目标表面(5)的光束(1.1)而言，该上游光学扫描器件的第一影像平面(BEpreλ1)与该下游光学扫描器件的针对一第一射束分量(1.1.1)的第一物镜平面(OEpostλ1)叠合，该上游光学扫描器件的第二影像平面(BEpreλ2)与该下游光学扫描器件的针对一第二射束分量(1.1.2)的第二物镜平面(OEpostλ2)叠合，其中，该下游光学扫描器件的该第一物镜平面(OEpostλ1)及该下游光学扫描器件的该第二物镜平面(OEpostλ2)分配有该下游光学扫描器件的一位于该目标表面(5)上的影像平面(BEpost)。【专利说明】具有单色f- e物镜的无色扫描装置
本专利技术是有关于一种与专利公开案DE 603 02 183 T2所揭露的无色扫描装置同 类型的无色扫描装置。
技术介绍
专利公开案DE 603 02 183 T2公开一种具有经色彩校正的F-theta物镜（也称 F-0物镜）的无色扫描装置（该案中是光学扫描仪）。 DE 603 02 183 T2所揭露的例如设置在激光印表机中的扫描装置，或者本专利技术例 如用于直接曝光印刷电路板的扫描装置，用一光束沿扫描方向上的扫描线对平坦的目标表 面进行扫描，而目标表面相对扫描装置（或者扫描装置相对目标表面）沿一垂直于扫描方 向的进给方向运动。 通过一例如设有检流计镜或多面镜的扫描单元沿扫描方向进行光束扫描，该检流 计镜或多面镜以均匀的角速度旋转。根据DE 603 02 183 T2,为使光束对目标表面进行匀 速扫描，布置于扫描单元下游的光学器件（下游光学扫描器件）实施为所谓"F-0物镜"。 此种F- 0物镜具有某种在理想情况下满足y = f* 0 (f =焦距；9 =親合角=进入F- 9物 镜的光束的轴向束与该F-0物镜的光轴所形成的角度；y=影像高度）的失真特性。 一种同类型的扫描装置，包括一光源；一布置于前述扫描单元上游的光学器件 (上游光学扫描器件），用于成型一源于光源的光束并将其导引至扫描单元；及一布置于扫 描单元下游的光学器件（下游光学扫描器件），用于成型被扫描单元所偏转的光束并将其 导引至目标表面。 在扫描装置所构成的光学系统为单色光学系统的情况下，将光束理想地映射在处 于目标表面的平面内的影像高度y上，即沿扫描方向与F- 0物镜的光轴间隔一距离y (下 文称作理想影像位置），仅适用于一具有某个波长的光束。也即，对波长谱具有不止一个处 于一可忽略带宽的波长的光束而言，会在多个影像位置中产生波长相关的映射，或者在带 宽较大的情况下会产生一围绕该理想影像位置在深度及横截面方面有所伸展的映射。在单 色系统的常见示例中，所有折射组件皆可由同一材料构成。 上述情形例如可能出现在以下情况：具工作温度的某个光束的波长发生变化， 也即，该光束的工作波长的波长范围处于两个波长之间，如DE 603 02 183 T2所提及的 400nm 与 410nm 之间。 也可能出现在以下情况：光束具有两个不同波长（如375nm及405nm)的射束分 量，或者该光源发射介于两个波长之间的宽带光束。 为了用此类光束将两个波长的射束分量清晰地映射至理想影像位置，从而整体上 提高映射质量，必须采用无色式光学系统，也即，该光学系统设计为可针对该二波长受到校 正。 根据本专利技术，用以针对两个波长来校正光学系统，从而提高映射质量的所有光束 是指具有不同波长的两个射束分量的光束，该扫描装置针对该等不同波长受到色差校正。 所有光学材料皆具材料特定且波长相关的折射率（色散），因此，不同波长的射 束分量的折射率不同、朝光轴以一定纵向偏差（纵向色差=l〇ngitudinale chromatic aberration)受到映射，且沿扫描方向垂直于光轴以一定横向偏差（横向色差=lateral chromatic aberration)受到映射。 采用前述DE 603 02 183 T2的扫描装置时，在不考虑仅起射束偏转作用的平面镜 的情况下，上游光学扫描器件由一准直仪与一柱面透镜构成。F- 0物镜采用无色实施方案， 故上游光学扫描器件以及被多面镜所偏转并入射至F- 0物镜的无色且被校准的光束也采 用无色方案。 F- 0物镜属于下游光学扫描器件（此处是光学映射系统）且采用专门实施方案。 F-0物镜由具有特定折射力序列的透镜或透镜组构成，F-0物镜满足特定几何条件以达 到良好的无色性。 此处例如采用玻璃质或光学塑料为相应材料。 前述扫描装置仅适用于小于1W的功率。采用功率大于5W的紫外范围时，对使用 寿命的要求有所提高，构建无色F-0物镜所用材料的可选范围也受到极大限制。故唯有采 用合成石英玻璃或者氟化钙。后者的制造成本及加工成本极高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种廉价的无色扫描装置，其适用于用具有紫外范围内的 两个波长的射束分量的光束产生大于5W的较大的能量施加。 本专利技术用以达成上述目的的解决方案为一种无色扫描装置，其具有一光源，一包 含一旋转式多面镜且具一导线角的扫描单元、一布置于该多面镜上游的上游光学扫描器件 及一布置于该多面镜下游的下游光学扫描器件，该下游光学扫描器件由一 F-0物镜构成。 该光源适于发射一光束，其包含一具第一波长的第一射束分量及一具第二波长的第二射束 分量。该F-0物镜成型被该多面镜沿扫描方向所偏转的光束并将其导引至一目标表面，该 目标表面针对该二射束分量布置在该下游光学扫描器件的一影像平面内。 本专利技术的实质之处在于，该下游光学扫描器件采用单色方案。其所有折射组件皆 可用同一材料制成，从而产生波长相关的色差。因此，该下游光学扫描器件的制造成本低于 无色的下游光学扫描器件。该上游光学扫描器件及该下游光学扫描器件采用某种设计方案 及相对布置方案，使得针对映射至该目标表面的光束而言，该上游光学扫描器件在一第一 像空间后截距中的第一影像平面与该下游光学扫描器件的针对该第一射束分量的第一物 镜平面叠合，该上游光学扫描器件在一第二像空间后截距中的第二影像平面与该下游光学 扫描器件的针对该第二射束分量的第二物镜平面叠合。其中，该下游光学扫描器件的该第 一物镜平面及下游光学扫描器件的该第二物镜平面分配有该下游光学扫描器件的该影像 平面，从而针对该二射束分量而校正纵向色差。 该下游光学扫描器件具有一针对该第一射束分量的第一像空间焦距，且具有一针 对该第二射束分量的第二像空间焦距，该等像空间焦距满足以下等式： 2f'p0StX1WP+f'p0StX1W sl(WP;s'preX1)=2f'preX2W p+f'p0StX2WS2(Wp;s'preX2)， 其中，Wsl为该第一射束分量的角分量，Ws2为该第二射束分量的角分量，从而同样 针对该二射束分量而校正纵向色差。 其他有利实施方案参阅附属项。 【专利附图】【附图说明】 图1为沿扫描方向将一光束耦合的扫描装置的光路图，示出针对一射束分量的两 个多面镜位置； 图2为沿横向扫描方向将一光本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无色扫描装置，其具有一光源(1)，一包含一旋转式多面镜(3.1)且具一导线角(Wp)的扫描单元(3)、一布置于该多面镜(3.1)上游的上游光学扫描器件(2)以及一布置于该多面镜(3.1)下游的下游光学扫描器件(4)，该上游光学扫描器件用于成型一由该光源(1)所发射的光束(1.1)并将其导引至该多面镜(3.1)，其中该光束(1.1)具有一包含第一波长(λ1)的第一射束分量(1.1.1)及一包含第二波长(λ2)的第二射束分量(1.1.2)，该下游光学扫描器件由一F‑θ物镜构成，该F‑θ物镜用于成型被该多面镜(3.1)沿扫描方向(R)所偏转的光束(1.1)并将其导引至一目标表面(5)，该目标表面是针对该二射束分量(1.1.1)、(1.1.2)布置在该下游光学扫描器件的一影像平面(BEpost)内，其特征在于，该下游光学扫描器件(4)采用单色方案，该上游光学扫描器件(2)及该下游光学扫描器件(4)采用某个设计方案及相对布置方案，使得针对映射至该目标表面(5)的光束(1.1)而言，该上游光学扫描器件在一第一像空间后截距(s′preλ1)中的第一影像平面(BEpreλ1)与该下游光学扫描器件的针对该第一射束分量(1.1.1)的第一物镜平面(OEpostλ1)叠合，该上游光学扫描器件在一第二像空间后截距(s′preλ2)中的第二影像平面(BEpreλ2)与该下游光学扫描器件的针对该第二射束分量(1.1.2)的第二物镜平面(OEpostλ2)叠合，其中，该下游光学扫描器件的该第一物镜平面(OEpostλ1)及该下游光学扫描器件的该第二物镜平面(OEpostλ2)分配有该下游光学扫描器件的该影像平面(BEpost)，从而针对该二射束分量(1.1.1)、(1.1.2)而校正纵向色差。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：乌尔利希·克洛伊格，汤玛士·德烈斯勒，史戴芬·海纳曼，
申请(专利权)人：耶恩光学系统公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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