波束形成光学系统、和直接成像系统技术方案

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。

【技术实现步骤摘要】
波束形成光学系统、和直接成像系统本申请是申请日为2012年8月16日、申请号为201210292389.2、专利技术名称为“用于直接成像的系统和方法”的专利技术专利申请的分案申请。
在本专利技术的一些实施例中，本专利技术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。
技术介绍
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(writingspot)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“Laserscanningutilizingfacettrackingandacoustopulseimagingtechniques”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“Lasermarkingapparatusincludinganacousticmodulator”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。标题为“Directpatternwriter”的美国专利第6,770,866号描述了一种用于横跨表面来扫描波束的设备，包括：扫描器，用于横跨表面来扫描脉冲激光波束；和位置指示器，用于在横跨该表面的多个位置处接收来自脉冲激光波束的输入，并且输出指示出所述脉冲激光波束沿着所述表面的位置的位置指示，该美国专利第6,770,866号的内容通过参考而合并于此。将所述位置指示用于调制以下设备中的数据，所述设备用于曝光表面上的图案，例如光敏化表面上的电子电路图案。这种设备的一种用途是电子电路的制造。描述了，通过采用史柯风扫描效应来完成边缘修复。标题为“ScannerSystem”的美国专利第7,046,266号描述了一种用于在表面上写入图案的扫描方法，该美国专利第7,046,266号的内容通过参考而合并于此。该方法包括：提供扫描波束，该扫描波束由多个可独立寻址的子波束组成，所述扫描波束的未调制能量一般具有高斯分布；多次地利用所述扫描波束来扫描该表面，所述子波束在交叉扫描方向中并排地扫描该表面，将每个所述子波束调制为反映要写入的信息；以及使得所述波束在交叉扫描方向中在连续的扫描中重叠，从而在至少两次扫描期间在该表面的所有写入区域写上。通过声光调制器(布拉格器件)来提供调制。将史柯风效应用于降低或去除飞点(flyingspot)扫描器的扫描方向中的所生成边缘的模糊。还描述了一种具有波束的扫描设备，该波束包括数据所调制的、两个相异光谱线处的能量；以及一种光学系统，该光学系统接收该波束，并且将它聚焦在表面上，使得通过至少一个波束来将图案写入到该表面上，并且使得将全部两个光谱线处的能量聚焦在相同位置处的表面。通过设计AOM的入口和存在面来提供相同位置处的聚焦，使得用于输入和输出面处的两个波束(在不同波长上)的折射上的差异恰好相等并且与用于所述波束的布拉格角上的差异相反。因而，一起进入的两个波束一起离开。标题为“LightingSystemandExposureApparatus”的美国专利公布第2007/0058149号描述了一种用于利用半导体LD的二维阵列来照明记录介质的方法和设备，该美国专利公布第2007/0058149号的内容通过参考而合并于此。将LD的二维阵列用于取代较低效率的水银灯或准分子激光器。将从LD的二维阵列输出的漫射波束转换为具有通过两种柱面透镜在周向上均衡化的扩散角的高方向性波束。通过二维阵列楔形玻璃来校正由于与波束中心的未对准而导致的各个波束的光轴中的倾斜。利用二维光调制器(诸如，掩模或用于无掩模曝光的数字微镜装置(DMD))来调制所述波束。
技术实现思路
根据本专利技术一些实施例的一方面，提供了一种用于利用使用声光调制器(AOM)所调制的一个或多个光源阵列来直接成像(DI)的系统和方法。根据本专利技术的一些实施例，用于DI的系统和方法使用史柯风原理，朝向单一曝光焦斑不相干地组合来自一个或多个光源阵列的波束。可选地，所述一个或多个波束源阵列是低功率波束源(例如，LD)的阵列。可选地，对来自不同阵列的波束进行组合，以用于缩放波束的功率。可选地，该光源阵列是包括多个波长的光源的阵列。根据本专利技术一些实施例的一方面，提供了一种直接成像系统，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(unite)为单一曝光焦斑。可选地，所述多个光源是多个半导体激光二极管。可选地，将所述多个光源中的至少一个光源适于以与所述多个光源中的至少一个其他光源不同的波长来发射光。可选地，所述多个光源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波束形成光学系统，包括：照明单元，包括被配置为发射多个波束的多个光源，所述多个光源至少包括四个激光二极管；光学装置，被配置为将所述多个波束全部传送到声光调制器AOM上；所述AOM，被定位成接收通过所述光学装置传送的所述多个波束的全部，并且被配置为对入射到其上的所述多个光束的全部进行调制。

【技术特征摘要】
2011.08.19 US 13/213,3601.一种波束形成光学系统，包括：照明单元，包括被配置为发射多个波束的多个光源，所述多个光源至少包括四个激光二极管；光学装置，被配置为将所述多个波束全部传送到声光调制器AOM上；所述AOM，被定位成接收通过所述光学装置传送的所述多个波束的全部，并且被配置为对入射到其上的所述多个光束的全部进行调制。2.根据权利要求1的波束形成光学系统，其中，所述照明单元包括被安排在单行中的多个光源。3.根据权利要求1的波束形成光学系统，其中，所述照明单元包括被安排在第一行中的第一多个光源、和被安排在第二行中的第二多个光源，该第二行与所述第一行平行。4.根据权利要求1的波束形成光学系统，其中，所述光学装置被配置为使从所述照明单元输出的所述多个波束准直和对准，从而所述多个波束的每个在与AOM的声方向垂直的方向上延伸。5.根据权利要求4的波束形成光学系统，其中，所述多个波束形成在所述声方向上排列的并行波束阵列，其中，所述多个波束的每个在垂直于所述声方向的方向上成形，以填充所述AOM的孔径。6.根据权利要求1的波束形成光学系统，其中，所述光学装置被配置为将从所述照明单元输出的所述多个波束安排为使得它们在所述AOM的孔径的平面上彼此重叠。7.根据权利要求6的波束形成光学系统，其中，所述多个波束形成在包括AOM的所述声方向和光传播方向的平面上安排的波束阵列，从而所述多个波束的全部在所述AOM的孔径的平面上彼此重叠，而所述多个波束的每个被成形在所述AOM的声方向和与所述AOM的声方向垂直的方向二者中，以填充所述AOM的孔径。8.根据权利要求1的波束形成光学系统，其中，所述AOM包括单晶体，该单晶体调制多个入射波束的全部。9.一种波束形成光学系统，包括：照明单元，包括多个光源，该多个光源被配置为发射实际上相同波长的多个波束；光学装置，被配置为将所述多个波束全部传送到声光调制器AOM上；所述AOM，被定位成接收通过所述光...

【专利技术属性】
技术研发人员：S海涅曼，W雷彻克，H瓦格纳，J伯格夫，A格罗斯，
申请(专利权)人：奥博泰克有限公司，激光影像系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL