基于聲光偏轉(zhuǎn)器的多色激光束動(dòng)態(tài)補(bǔ)償同步掃描方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于聲光偏轉(zhuǎn)器的多色激光束動(dòng)態(tài)補(bǔ)償同步掃描方法。通過(guò)對(duì)多色激光束相對(duì)于參考光進(jìn)行單獨(dú)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償之后進(jìn)行合束，同時(shí)進(jìn)入聲光偏轉(zhuǎn)器進(jìn)行同步掃描，從而使得不同波長(zhǎng)激光束的偏轉(zhuǎn)角始終保持一致，掃描光束精準(zhǔn)重合。此方法較之已有的采用機(jī)械掃描方式實(shí)現(xiàn)的多色同步掃描具有無(wú)機(jī)械慣性、可選定任意點(diǎn)掃描、長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性、快速等特點(diǎn)。在顯微成像、激光顯示與記錄、激光打印、激光加工等領(lǐng)域具有推廣應(yīng)用價(jià)值。
【專利說(shuō)明】基于聲光偏轉(zhuǎn)器的多色激光束動(dòng)態(tài)補(bǔ)償同步掃描方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光掃描【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種對(duì)多色激光束動(dòng)態(tài)預(yù)補(bǔ)償后利用單個(gè)聲光偏轉(zhuǎn)器對(duì)多色激光束進(jìn)行同步掃描，實(shí)現(xiàn)多色掃描激光束偏轉(zhuǎn)角度始終一致，光束精準(zhǔn)重合的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聲光偏轉(zhuǎn)器是一種光波長(zhǎng)及聲波頻率敏感的基于聲光效應(yīng)來(lái)改變光束傳播方向的衍射光學(xué)器件。它相對(duì)于機(jī)械式光偏轉(zhuǎn)器具有無(wú)掃描慣性的特點(diǎn)，因而可以獲得更快的掃描速度，既能實(shí)現(xiàn)快速的逐點(diǎn)掃描，又能實(shí)現(xiàn)隨機(jī)跳轉(zhuǎn)式掃描。同時(shí)，聲光偏轉(zhuǎn)器相比于機(jī)械式掃描器件能保持更長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定工作。因其工作的無(wú)機(jī)械慣性、可選定任意點(diǎn)掃描、長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性、快速等特點(diǎn)，聲光偏轉(zhuǎn)器在顯微成像、激光打印、激光顯示等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。
[0003]隨著現(xiàn)代科技和工業(yè)的發(fā)展，對(duì)掃描器的速度要求越來(lái)越高，同時(shí)要求能進(jìn)行快速多波長(zhǎng)激光的同步掃描，特別是在生物顯微熒光成像領(lǐng)域?qū)Χ嗌瑫r(shí)成像的需求和現(xiàn)代激光顯示領(lǐng)域?qū)す馔綊呙璧男枨笫种卮?。雖然聲光偏轉(zhuǎn)器的無(wú)慣性掃描特點(diǎn)相比于機(jī)械掃描器件具有更快的掃描速度和穩(wěn)定性，但是聲光偏轉(zhuǎn)器對(duì)光束的偏轉(zhuǎn)角與波長(zhǎng)相關(guān)的特點(diǎn)，使得多色激光束在相同的聲波頻率下進(jìn)行偏轉(zhuǎn)時(shí)存在不同的相對(duì)偏角差，進(jìn)行同步掃描時(shí)相對(duì)偏角差還會(huì)隨掃描頻率而動(dòng)態(tài)變化。因此，在多色同步掃描領(lǐng)域，現(xiàn)有的方法大多米用與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)的機(jī)械式掃描器件，而聲光偏轉(zhuǎn)器無(wú)機(jī)械慣性、可選定任意點(diǎn)掃描、長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定、快速等特點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)無(wú)法得到運(yùn)用。而基于聲光偏轉(zhuǎn)器的多路激光束掃描技術(shù)，在光路上采用先掃描后合束的方式，往往導(dǎo)致光路調(diào)節(jié)難度大，各色激光束掃描時(shí)難以保證完全同步與重合，結(jié)果使多色掃描難以達(dá)到預(yù)期的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種基于聲光偏轉(zhuǎn)器的多色激光束動(dòng)態(tài)補(bǔ)償同步掃描方法，克服了聲光偏轉(zhuǎn)器件對(duì)多波長(zhǎng)激光束掃描時(shí)產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)角不一致問(wèn)題，特別是克服了多波長(zhǎng)激光束掃描偏角差隨聲波頻率變化而動(dòng)態(tài)變化的問(wèn)題，使得多色激光束掃描完全同步，具有無(wú)機(jī)械慣性、可選定任意點(diǎn)掃描、長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定、快速掃描的特點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)同步掃描所采用的技術(shù)原理是:
[0006]若對(duì)多路不同波長(zhǎng)的激光束進(jìn)行合束使激光重合，合束后激光同時(shí)進(jìn)入掃描聲光偏轉(zhuǎn)器，通過(guò)聲光偏轉(zhuǎn)器對(duì)光束的偏轉(zhuǎn)作用實(shí)現(xiàn)同步掃描。因聲光偏轉(zhuǎn)器對(duì)光波長(zhǎng)λ與超
聲頻率f敏感，不同波長(zhǎng)激光束經(jīng)偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)后偏轉(zhuǎn)角度θ可通過(guò)公式
【權(quán)利要求】
1.一種基于聲光偏轉(zhuǎn)器的多色激光束動(dòng)態(tài)補(bǔ)償同步掃描方法，涉及作為多色激光束動(dòng)態(tài)掃描用的掃描聲光偏轉(zhuǎn)器，其特征在于，對(duì)多色激光束相對(duì)于參考光進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償合束之后同時(shí)進(jìn)入聲光偏轉(zhuǎn)器進(jìn)行同步掃描，從而使得不同波長(zhǎng)激光束的偏轉(zhuǎn)角始終保持一致，掃描光束精準(zhǔn)重合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聲光偏轉(zhuǎn)器的多色激光束動(dòng)態(tài)補(bǔ)償同步掃描方法，其特征在于，包括動(dòng)態(tài)補(bǔ)償用的補(bǔ)償光偏轉(zhuǎn)器，起合束作用的二向色鏡，以及為所述掃描聲光偏轉(zhuǎn)器、補(bǔ)償光偏轉(zhuǎn)器提供同步信號(hào)的同步驅(qū)動(dòng)器；所述補(bǔ)償光偏轉(zhuǎn)器對(duì)多色激光束相對(duì)于參考光進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，經(jīng)二向色鏡合束之后同時(shí)進(jìn)入所述聲光偏轉(zhuǎn)器進(jìn)行同步掃描，從而使得不同波長(zhǎng)激光束的偏轉(zhuǎn)角始終保持一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于聲光偏轉(zhuǎn)器的多色激光束動(dòng)態(tài)補(bǔ)償同步掃描方法,其特征在于，所述補(bǔ)償光偏轉(zhuǎn)器為機(jī)械式掃描器件或無(wú)慣性掃描器件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于聲光偏轉(zhuǎn)器的多色激光束動(dòng)態(tài)補(bǔ)償同步掃描方法,其特征在于，所述補(bǔ)償光偏轉(zhuǎn)器形成的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償角恰好等于所述掃描聲光偏轉(zhuǎn)器對(duì)多色光掃描產(chǎn)生的相對(duì)偏角差。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于聲光偏轉(zhuǎn)器的多色激光束動(dòng)態(tài)補(bǔ)償同步掃描方法,其特征在干， 當(dāng)所述補(bǔ)償光偏轉(zhuǎn)器為聲光偏轉(zhuǎn)器時(shí)，所述補(bǔ)償用聲光偏轉(zhuǎn)器的掃描頻率
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于聲光偏轉(zhuǎn)器的多色激光束動(dòng)態(tài)補(bǔ)償同步掃描方法,其特征在干， 將波長(zhǎng)X1的入射光引入ー個(gè)預(yù)補(bǔ)償角Q1，用修正補(bǔ)償頻率J31替代所述も作為所述補(bǔ)償光偏轉(zhuǎn)器的掃描頻率
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于聲光偏轉(zhuǎn)器的多色激光束動(dòng)態(tài)補(bǔ)償同步掃描方法,其特征在于，還包括同焦距的第一透鏡與第二透鏡構(gòu)成的延時(shí)系統(tǒng)，所述延時(shí)系統(tǒng)置于所述補(bǔ)償光偏轉(zhuǎn)器與二向色鏡之間的光路上，所述補(bǔ)償光偏轉(zhuǎn)器補(bǔ)償后的激光經(jīng)過(guò)所述延時(shí)系統(tǒng)，然后進(jìn)入所述二向色鏡。
【文檔編號(hào)】G02F1/33GK103592803SQ201310562309
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】曾紹群, 駱清銘, 呂曉華, 王建存, 齊曉莉 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)