專利名稱：高密度多通道聲光調(diào)制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光介質(zhì)成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高密度多通道聲光調(diào)制裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的激光多路掃描技術(shù)中常用的有光纖合成技術(shù)、聲光頻分調(diào)制(AOFM)技術(shù)和聲光并行調(diào)制(Α0ΡΜ)。光纖合成技術(shù)是用多路光纖并排在一起并用成像物鏡成像，每根光纖和激光二級管的耦合效率都各不相同，需要獨(dú)立調(diào)節(jié)以避免各個光點(diǎn)的不一致，且為了減小發(fā)散角，激光較低要求功率。在很多路光纖并排時，整個系統(tǒng)龐大而復(fù)雜，很難實(shí)現(xiàn) 64路以上掃描。聲光頻分調(diào)制(AOFM)技術(shù)利用不同的超聲產(chǎn)生不同偏轉(zhuǎn)角衍射光的原理， 通過聲光調(diào)制器將一束入射光調(diào)制成幾束衍射光以實(shí)現(xiàn)多路掃描的目的。輸出光的路數(shù)受到超聲換能器的頻帶寬度限制不能太多，一般僅能達(dá)到32路。聲光時分調(diào)制(AOPM)也可實(shí)現(xiàn)多路掃描，即先將激光聚焦成一束平行的扁光，通過的聲光晶體一側(cè)有列平行的超聲換能器，每個換能器發(fā)出的超聲波在晶體內(nèi)形成光柵，實(shí)現(xiàn)多條平行光路輸出。由于相鄰電極之間存在電串?dāng)_和聲串?dāng)_，所以這樣的平行調(diào)制的路數(shù)不能太多很難達(dá)到32路以上。在本發(fā)明中先將激光聚焦成一束平行的扁光，再對超聲波進(jìn)行分時的調(diào)制。由于超聲波在聲光晶體中傳播時需要一定時間，因此可以用持續(xù)時間很短的方波開關(guān)信號把晶體中的聲波變成沿傳播方向時有時無的串行波包序列。當(dāng)包含多路調(diào)制信號的一幀串行超聲波從側(cè)面正好通過平行扁光的時候，波包對應(yīng)的光束被衍射，光路上的一個快門打開一瞬間在成像介質(zhì)上曝光一次，得到需要的成像點(diǎn)陣，可以容易達(dá)到同時掃描得到多于256 路的激光束。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高密度多通道聲光調(diào)制裝置。用于激光介質(zhì)成像的高密度多通道聲光調(diào)制裝置是在主光軸上順次設(shè)有激光條、快軸準(zhǔn)直柱面鏡、慢軸準(zhǔn)直柱面鏡、聚焦透鏡、場鏡、聲光調(diào)制晶體和擋光板，通過聲光調(diào)制晶體，在主光軸的20 30度夾角處形成副光軸，在副光軸上順次設(shè)有快門、成像透鏡組、成像介質(zhì)，聲光調(diào)制晶體一端設(shè)有插錯型超聲換能器和叉指電極，聲光調(diào)制晶體另一端設(shè)有超聲吸收端。所述的快門的通光區(qū)域?yàn)殚L方形，在快門開關(guān)信號觸發(fā)時快門打開，否則關(guān)閉。本發(fā)明工作在Bragg衍射模式下，適合在激光照排、和光繪中銀鹽版和CTP中紫激光曝光等需要低輸出功率的激光介質(zhì)成像場合。本發(fā)明可提供高密度多通道，光束一致性好，光路平行易于進(jìn)一步準(zhǔn)直聚焦，使該調(diào)制陣列很好應(yīng)用于CTP、激光照排及激光光繪系統(tǒng)中。


圖1是高密度多通道聲光調(diào)制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明工作時光路示意圖； 圖3是本發(fā)明工作時主要非光信號的波形示意圖中激光條1、快軸準(zhǔn)直柱面鏡2、慢軸準(zhǔn)直柱面鏡3、聚焦透鏡4、場鏡5、聲光調(diào)制晶體6、超聲換能器7、叉指電極8、快門9、擋光板10、成像透鏡組11、成像介質(zhì)12、超聲吸收端 13。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，用于激光介質(zhì)成像的高密度多通道聲光調(diào)制裝置是在主光軸上順次設(shè)有激光條1、快軸準(zhǔn)直柱面鏡2、慢軸準(zhǔn)直柱面鏡3、聚焦透鏡4、場鏡5、聲光調(diào)制晶體6 和擋光板10，通過聲光調(diào)制晶體6，在主光軸的20 30度夾角處形成副光軸，在副光軸上順次設(shè)有快門9、成像透鏡組11、成像介質(zhì)12，聲光調(diào)制晶體6 —端設(shè)有插錯型超聲換能器 7和叉指電極8，聲光調(diào)制晶體6另一端設(shè)有超聲吸收端13。所述的快門9的通光區(qū)域?yàn)殚L方形，在快門開關(guān)信號觸發(fā)時快門9打開，否則關(guān)閉。本發(fā)明的工作過程如下
激光條1多個發(fā)光點(diǎn)發(fā)出的激光，通過快軸準(zhǔn)直柱面鏡2，和慢軸準(zhǔn)直柱面鏡3形成平行光，聚焦透鏡4把平行光形成數(shù)值孔徑為0. 03NA的聚焦扁光，通過場鏡5后束腰落在過聲光調(diào)制晶體( η3ΜΟ04)6的中心，這樣可以減少渡越時間。入射光光軸在xy平面與聲光調(diào)制晶體存在20 30度角，使之工作在Bragg衍射模式下，使用的1級衍射光作為介質(zhì)成像光束。特點(diǎn)是能量損失小，消光比大，約為1000 :1，消光比可達(dá)到1000 :1，應(yīng)用在激光照排和光繪中銀鹽版等需要低輸出功率的激光介質(zhì)成像場合。聲光調(diào)制晶體的一側(cè)端面放置帶有叉指電極8的超聲換能器(LiNbO3晶體)7，另一側(cè)斷面放置超聲吸收端8，被調(diào)制的超聲串行波包可將扁平光平行調(diào)制成256路以上的輸出光束沿副光軸輸出，未被調(diào)制的光束被主光軸上的擋光板阻擋，如圖2所示。具體調(diào)制過程是激發(fā)超聲的載波電信號首先被攜帶多路光束是否被衍射信息的串行方波信號所調(diào)制，然后通過帶有叉指電極超聲換能器變?yōu)槌曅盘栠M(jìn)入聲光調(diào)制晶體內(nèi)。由于超聲波在聲光晶體中傳播時需要一定時間，方波開關(guān)信號持續(xù)時間很短，因此把晶體中的聲波可形成沿傳播方向時有時無的串行波包序列。當(dāng)被調(diào)制的一幀超聲信號完全進(jìn)入聲光調(diào)制晶體時(信號波形如圖3所示，以調(diào)制輸出8路光束為例)，同時有一個快門開啟脈沖到達(dá)快門，這時被衍射的多路光束到達(dá)成像介質(zhì)，完成成像過程。PbMoO4的聲光調(diào)制中心頻率可達(dá)300MHz以上，聲速為3630m/s。如果本裝置中采用電極驅(qū)動信號為300MHz，串行調(diào)制信號為IOMHz的方波，則調(diào)制256路激光的聲光調(diào)制晶體的長度約為10毫米。也就是扁平光束的寬度只要10毫米足有就可以了，這在光路設(shè)計中很容易實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明利用高功率半導(dǎo)體激光條提供的優(yōu)質(zhì)平行光，并設(shè)計了合理的晶體尺寸和快門觸發(fā)控制電路，使聲光串行調(diào)制掃描的激光路數(shù)達(dá)到了 256路的多路激光。
權(quán)利要求
1.一種用于激光介質(zhì)成像的高密度多通道聲光調(diào)制裝置，其特征在于在主光軸上順次設(shè)有激光條(1)、快軸準(zhǔn)直柱面鏡( 、慢軸準(zhǔn)直柱面鏡( 、聚焦透鏡(4)、場鏡( 、聲光調(diào)制晶體(6)和擋光板(10)，通過聲光調(diào)制晶體(6)，在主光軸的20 30度夾角處形成副光軸，在副光軸上順次設(shè)有快門(9)、成像透鏡組(11)、成像介質(zhì)(12)，聲光調(diào)制晶體(6) — 端設(shè)有插錯型超聲換能器(7)和叉指電極(8)，聲光調(diào)制晶體(6)另一端設(shè)有超聲吸收端 (13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1一種用于激光介質(zhì)成像的高密度多通道聲光調(diào)制裝置，其特征在于所述的快門(9)的通光區(qū)域?yàn)殚L方形，在快門開關(guān)信號觸發(fā)時快門(9)打開，否則關(guān)閉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高密度多通道聲光調(diào)制裝置。它是在主光軸上順次設(shè)有激光條、快軸準(zhǔn)直柱面鏡、慢軸準(zhǔn)直柱面鏡、聚焦透鏡、場鏡、聲光調(diào)制晶體和擋光板，通過聲光調(diào)制晶體，在主光軸的20～30度夾角處形成副光軸，在副光軸上順次設(shè)有快門、成像透鏡組、成像介質(zhì)，聲光調(diào)制晶體一端設(shè)有插錯型超聲換能器和叉指電極，聲光調(diào)制晶體另一端設(shè)有超聲吸收端。所述的快門的通光區(qū)域?yàn)殚L方形，在快門開關(guān)信號觸發(fā)時快門打開，否則關(guān)閉。本發(fā)明使得輸出激光具高密度多通道，可容易實(shí)現(xiàn)256路以上的激光調(diào)制，光束一致性好，光路平行易于進(jìn)一步準(zhǔn)直聚焦，使該調(diào)制陣列很好應(yīng)用于CTP、激光照排及激光光繪系統(tǒng)中。
文檔編號G02F1/11GK102236178SQ20111022688
公開日2011年11月9日 申請日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者唐暉, 李向軍 申請人:杭州數(shù)騰科技有限公司