波束形成光學系統、和直接成像系統技術方案

一種直接成像系統包括：照明單元，包括多個光源，所述多個光源被配置為發射多個波束；光學系統，用于形成要以位置或角度對準的多個波束；聲光調制器，被定位為接收以位置或角度之一對準的多個波束，并且當聲波在聲方向中傳播時，相繼地對所述多個波束的不同部分進行衍射；以及掃描元件，適于以掃描速度、利用該聲光調制器所調制的多個波束來掃描曝光表面，其中將該掃描速度選擇為將所述多個波束的不同部分不相干地聯合為單一曝光焦斑。

【技術實現步驟摘要】
波束形成光學系統、和直接成像系統本申請是申請日為2012年8月16日、申請號為201210292389.2、專利技術名稱為“用于直接成像的系統和方法”的專利技術專利申請的分案申請。
在本專利技術的一些實施例中，本專利技術涉及使用聲調制的直接成像(DI)，并且更具體、但是非排他性地，涉及利用半導體激光二極管(LD)的直接成像。
技術介紹
在直接成像(DI)系統中，掃描波束用于一次一個或多個像素地將圖像直接寫入到諸如光阻材料之類的曝光表面。有時，通過利用聲光調制器(AOM)(其也稱為布拉格器件)來對掃描波束進行調制來獲得圖像。AOM使用聲光效應，以基于所存儲的圖像數據、使用(通常處于射頻處的)聲波來對光進行衍射和使該光偏轉。一旦被調制，通過當曝光表面(或掃描波束)在掃描方向中前進時、將所調制的波束反射離開多小面的旋轉多邊形物體，來典型地在光柵圖案中提供掃描。在一些已知的系統中，將史柯風(Scophony)掃描效應用于使得由以下原因而導致的所生成圖案的空間模糊最小化：a)調制器中的聲波的有限速度；和b)激光照明器的連續本性。對于史柯風掃描效應的需求在于，通過AOM與曝光表面之間的光學系統的放大率所增加的、在AOM中的聲音波的聲速度等于寫入焦斑(writingspot)在曝光表面上的掃描速度，但是它是在相反方向中的。史柯風掃描效應導致使得數據信息“站立(standing)”在曝光表面上的預定地點上。標題為“Laserscanningutilizingfacettrackingandacoustopulseimagingtechniques”的美國專利第4,205,348號描述了一種用于使用多小面旋轉多邊形物體作為掃描器裝置來改善激光掃描系統的效率和分辨率的方法和設備，該美國專利第4,205,348號的內容通過參考而合并于此。利用聲光布拉格器件，作為有源光學元件，以便既調制和偏轉入射的激光波束，從而在完整的掃描期間使得所調制的波束跟蹤該掃描器的一個小面，并移位到相鄰小面，以用于接下來的掃描。為了提供小面跟蹤，聲載頻必須與記錄介質的表面的掃描動作同步地在時間上變化。描述了，通過在相反的方向中按照與激光記錄或寫入波束的速度相同的相對速度在記錄介質的表面處移動聲脈沖的圖像，使用史柯風掃描效應，來在沒有模糊的情況下完成輸入電信號在記錄介質表面上的成像。標題為“Lasermarkingapparatusincludinganacousticmodulator”的美國專利第5,309,178號描述了一種激光打標設備，包括：至少一個激光波束源；多信道聲調制器，用于定義多個至少部分重疊的調制區段；用于將來自至少一個激光波束源的至少一個激光波束指引通過多信道聲調制器、使得每個激光波束延伸穿過至少部分重疊的調制區段中的至少兩個的設備；和成像設備，用于將來自調制器的光指引到激光標記圖像平面，該美國專利第5,309,178號的內容通過參考而合并于此。在連續波模式中操作激光波束源。描述了，將激光二極管(LD)用作激光波束源，該激光波束源用于掃描具有高光敏性的材料的記錄介質?？蛇x地，一對LD作為該激光波束源，該對LD中的每一個具有對應的驅動器、延遲板和準直透鏡。當采用該對LD時，延遲板旋轉LD的偏振向量，使得可以在沒有由偏振器波束分離器造成的能量損失的情況下對它們進行組合。標題為“Directpatternwriter”的美國專利第6,770,866號描述了一種用于橫跨表面來掃描波束的設備，包括：掃描器，用于橫跨表面來掃描脈沖激光波束；和位置指示器，用于在橫跨該表面的多個位置處接收來自脈沖激光波束的輸入，并且輸出指示出所述脈沖激光波束沿著所述表面的位置的位置指示，該美國專利第6,770,866號的內容通過參考而合并于此。將所述位置指示用于調制以下設備中的數據，所述設備用于曝光表面上的圖案，例如光敏化表面上的電子電路圖案。這種設備的一種用途是電子電路的制造。描述了，通過采用史柯風掃描效應來完成邊緣修復。標題為“ScannerSystem”的美國專利第7,046,266號描述了一種用于在表面上寫入圖案的掃描方法，該美國專利第7,046,266號的內容通過參考而合并于此。該方法包括：提供掃描波束，該掃描波束由多個可獨立尋址的子波束組成，所述掃描波束的未調制能量一般具有高斯分布；多次地利用所述掃描波束來掃描該表面，所述子波束在交叉掃描方向中并排地掃描該表面，將每個所述子波束調制為反映要寫入的信息；以及使得所述波束在交叉掃描方向中在連續的掃描中重疊，從而在至少兩次掃描期間在該表面的所有寫入區域寫上。通過聲光調制器(布拉格器件)來提供調制。將史柯風效應用于降低或去除飛點(flyingspot)掃描器的掃描方向中的所生成邊緣的模糊。還描述了一種具有波束的掃描設備，該波束包括數據所調制的、兩個相異光譜線處的能量；以及一種光學系統，該光學系統接收該波束，并且將它聚焦在表面上，使得通過至少一個波束來將圖案寫入到該表面上，并且使得將全部兩個光譜線處的能量聚焦在相同位置處的表面。通過設計AOM的入口和存在面來提供相同位置處的聚焦，使得用于輸入和輸出面處的兩個波束(在不同波長上)的折射上的差異恰好相等并且與用于所述波束的布拉格角上的差異相反。因而，一起進入的兩個波束一起離開。標題為“LightingSystemandExposureApparatus”的美國專利公布第2007/0058149號描述了一種用于利用半導體LD的二維陣列來照明記錄介質的方法和設備，該美國專利公布第2007/0058149號的內容通過參考而合并于此。將LD的二維陣列用于取代較低效率的水銀燈或準分子激光器。將從LD的二維陣列輸出的漫射波束轉換為具有通過兩種柱面透鏡在周向上均衡化的擴散角的高方向性波束。通過二維陣列楔形玻璃來校正由于與波束中心的未對準而導致的各個波束的光軸中的傾斜。利用二維光調制器(諸如，掩?；蛴糜跓o掩模曝光的數字微鏡裝置(DMD))來調制所述波束。
技術實現思路
根據本專利技術一些實施例的一方面，提供了一種用于利用使用聲光調制器(AOM)所調制的一個或多個光源陣列來直接成像(DI)的系統和方法。根據本專利技術的一些實施例，用于DI的系統和方法使用史柯風原理，朝向單一曝光焦斑不相干地組合來自一個或多個光源陣列的波束?？蛇x地，所述一個或多個波束源陣列是低功率波束源(例如，LD)的陣列?？蛇x地，對來自不同陣列的波束進行組合，以用于縮放波束的功率?？蛇x地，該光源陣列是包括多個波長的光源的陣列。根據本專利技術一些實施例的一方面，提供了一種直接成像系統，包括：照明單元，包括多個光源，所述多個光源被配置為發射多個波束；光學系統，用于形成要以位置或角度對準的多個波束；聲光調制器，被定位為接收以位置或角度之一對準的多個波束，并且當聲波在聲方向中傳播時，相繼地對所述多個波束的不同部分進行衍射；以及掃描元件，適于以掃描速度、利用該聲光調制器所調制的多個波束來掃描曝光面，其中將該掃描速度選擇為將所述多個波束的不同部分不相干地聯合(unite)為單一曝光焦斑?？蛇x地，所述多個光源是多個半導體激光二極管。可選地，將所述多個光源中的至少一個光源適于以與所述多個光源中的至少一個其他光源不同的波長來發射光?？蛇x地，所述多個光源本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種波束形成光學系統，包括：照明單元，包括被配置為發射多個波束的多個光源，所述多個光源至少包括四個激光二極管；光學裝置，被配置為將所述多個波束全部傳送到聲光調制器AOM上；所述AOM，被定位成接收通過所述光學裝置傳送的所述多個波束的全部，并且被配置為對入射到其上的所述多個光束的全部進行調制。

【技術特征摘要】
2011.08.19 US 13/213,3601.一種波束形成光學系統，包括：照明單元，包括被配置為發射多個波束的多個光源，所述多個光源至少包括四個激光二極管；光學裝置，被配置為將所述多個波束全部傳送到聲光調制器AOM上；所述AOM，被定位成接收通過所述光學裝置傳送的所述多個波束的全部，并且被配置為對入射到其上的所述多個光束的全部進行調制。2.根據權利要求1的波束形成光學系統，其中，所述照明單元包括被安排在單行中的多個光源。3.根據權利要求1的波束形成光學系統，其中，所述照明單元包括被安排在第一行中的第一多個光源、和被安排在第二行中的第二多個光源，該第二行與所述第一行平行。4.根據權利要求1的波束形成光學系統，其中，所述光學裝置被配置為使從所述照明單元輸出的所述多個波束準直和對準，從而所述多個波束的每個在與AOM的聲方向垂直的方向上延伸。5.根據權利要求4的波束形成光學系統，其中，所述多個波束形成在所述聲方向上排列的并行波束陣列，其中，所述多個波束的每個在垂直于所述聲方向的方向上成形，以填充所述AOM的孔徑。6.根據權利要求1的波束形成光學系統，其中，所述光學裝置被配置為將從所述照明單元輸出的所述多個波束安排為使得它們在所述AOM的孔徑的平面上彼此重疊。7.根據權利要求6的波束形成光學系統，其中，所述多個波束形成在包括AOM的所述聲方向和光傳播方向的平面上安排的波束陣列，從而所述多個波束的全部在所述AOM的孔徑的平面上彼此重疊，而所述多個波束的每個被成形在所述AOM的聲方向和與所述AOM的聲方向垂直的方向二者中，以填充所述AOM的孔徑。8.根據權利要求1的波束形成光學系統，其中，所述AOM包括單晶體，該單晶體調制多個入射波束的全部。9.一種波束形成光學系統，包括：照明單元，包括多個光源，該多個光源被配置為發射實際上相同波長的多個波束；光學裝置，被配置為將所述多個波束全部傳送到聲光調制器AOM上；所述AOM，被定位成接收通過所述光...

【專利技術屬性】
技術研發人員：S海涅曼，W雷徹克，H瓦格納，J伯格夫，A格羅斯，
申請(專利權)人：奧博泰克有限公司，激光影像系統有限責任公司，
類型：發明
國別省市：以色列,IL