專利名稱：用粒子射線或波射線描繪預先規(guī)定的名義軌跡的方法和方法的應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到用粒子射線或波射線描繪預先規(guī)定的名義軌跡的方法，其方向通過移動的射線矯正儀是可以改變的。此外本發(fā)明涉及到這種方法的應用。
從US 5,593,606中已知一種方法，在其中將脈沖激光射線用馬達控制的反射鏡偏轉。將預先規(guī)定的名義軌跡的數(shù)據(jù)被控制儀傳輸給馬達的控制規(guī)程。移動的射線矯正儀影響射線方向，因此將射線投影在一個平面上描繪了具有速度vB的實際軌跡。
這種已知方法的缺點是，當直線名義軌跡時由于射線矯正儀的機械慣性將實際軌跡用恒定延遲為滯后誤差時間tS進行描繪。這個滯后誤差導致，屬于彎曲名義軌跡的實際軌跡與名義軌跡有偏差。此時偏差與軌跡速度vB有關。附

圖1a至1d表示了偏差的各種例子。名義軌跡1和實際軌跡3各自代表了比較低的軌跡速度。此外在附圖1b和1c上實際軌跡4各自代表了比較高的軌跡速度。
軌跡速度愈高，實際軌跡與名義軌跡的偏差愈大，用軌跡速度描繪名義軌跡。實際軌跡與名義軌跡的偏差導致了，在恒定的激光脈沖頻率時在縮短的軌跡路段上激光脈沖數(shù)增加。這表示在附圖2a和2b上。在附圖2a上表示了沿著名義軌跡1上的一系列激光點7。其中箭頭標明了激光射線的運動方向。在附圖2b上表示了沿著實際軌跡的一系列激光點7。箭頭標明了激光射線的運動方向。如果將激光射線用于表面的結構化，則這種脈沖密度的增加導致單位面積能量數(shù)量的提高帶來所有可能的不希望的后果。
因此本發(fā)明的目的是提供用粒子射線或者波射線描繪預先規(guī)定的名義軌跡的一種方法。在其中實際達到的實際軌跡與名義軌跡的偏差最小。
按照本發(fā)明這個目的是通過按照權利要求1的方法達到的。本發(fā)明有益的結構和本發(fā)明的應用從其他權利要求中獲悉。
本發(fā)明規(guī)定了用粒子射線或波射線描繪預先規(guī)定的名義軌跡的方法，在其中移動的射線矯正儀影響射線方向。將射線由射線矯正儀對準一個平面，在其上用速度vB的射線描繪實際軌跡。控制儀將名義軌跡轉換為被修正的名義軌跡，這個在名義軌跡第一個方向到名義軌跡的第二個方向的離散變化的周圍描繪一個彎路。這個彎路是由于插入或者刪除在名義軌跡上的任意段產(chǎn)生的。將被修正的名義軌跡的數(shù)據(jù)通過控制儀傳輸給射線矯正儀的控制規(guī)程。
因為在描繪之前已經(jīng)完全知道準備描繪的名義軌跡，通過按照本發(fā)明的名義軌跡修正可以達到使實際軌跡與名義軌跡的偏差變成最小。在偏差方面特別關鍵的是名義軌跡的方向變化，在那里名義軌跡有拐角。在拐角周圍可以將實際軌跡移近名義軌跡，如果將拐角外邊經(jīng)過的彎路插入名義軌跡中，這進一步補償了在附圖1上表示的實際軌跡不希望的圓角。
特別有益的是人們使用直線段的修正段，于是直線的名義軌跡產(chǎn)生原本在實際軌跡上沒有偏差。
在描繪預先規(guī)定的名義軌跡的方法中，在其中預先規(guī)定了具有恒定軌跡速度vB的實際軌跡，由于射線矯正儀的機械慣性使直線的名義軌跡被激光射線比實際軌跡用恒定延遲為滯后誤差時間tS進行描繪。在這里下面按照本發(fā)明用于描繪預先規(guī)定名義軌跡的方法是特別有益的，將滯后誤差時間tS利用作為基礎。被修正的名義軌跡此時是由名義軌跡產(chǎn)生的，如果在第一個到第二個方向的方向變化的地方將指向第一個方向的長度為L的第一個直線段附上。對于直線段的長度適合于L＝vB×tS。此外在第一個直線段與方向變化的地方相反方向的端部附上長度L的第二個直線段，此時與第一個方向相反對于第二個直線段預先規(guī)定了最大可能的軌跡速度vmax＞vB。然后將名義軌跡移出到方向變化地方以外一段。然后快速返回到方向變化的地方。
將按照權利要求1的方法也可以特別有益地使用在彎曲的名義軌跡上，如果將連續(xù)方向變化的名義軌跡通過前后連續(xù)的，離散的方向變化的名義軌跡近似，于是將這個按照權利要求1的方法進行修正。
特別有益的是使用脈沖射線的方法。例如借助于激光射線在表面結構化時存在的問題是，由于軌跡不準確度在縮短的實際軌跡段上放上了提高的激光脈沖密度。通過軌跡修正可以避免激光脈沖密度的增加。
此外按照本發(fā)明的方法特別有益的應用是，如果作為射線使用激光射線和作為移動的射線矯正儀使用具有檢流計馬達的反射鏡。正巧在具有檢流計馬達的反射鏡上目前出現(xiàn)射線矯正儀的機械慣性問題。
將按照本發(fā)明的方法可以特別有益地使用在加工或者改變一個表面，例如數(shù)字盤的打標記，或者材料的涂覆或材料的去除，例如在激光結構化時或借助于離子射線半導體表面的添加。
如果人們使用離子射線作為射線，則特別有益的是作為射線矯正儀使用電磁的棱鏡。
下面借助于實施例和與之有關的附圖詳細敘述本發(fā)明。
附圖3b至3c表示了預先規(guī)定的名義軌跡，按照本發(fā)明修正的名義軌跡和從中得出的實際軌跡。
附圖4表示了具有連續(xù)方向變化的名義軌跡，這被具有離散方向變化的名義軌跡近似。
附圖3a表示了預先規(guī)定的名義軌跡1，在其上從第一個到第二個方向發(fā)生方向變化。將名義軌跡1用軌跡速度vB各自在箭頭方向進行描繪。
附圖3b表示了屬于附圖3a的被修正的名義軌跡2。在名義軌跡的折點在第一個方向上附加長度為L的第一個直線段。將這個直線段用軌跡速度vB描繪。在第一個直線段上附加同樣長度的第二個直線段，這個是在相反方向上。將這個第二個直線段用最大的軌跡速度vmax描繪，從而它在方向變化的地方幾乎代表了反跳指令。在第二個方向的折點后面對應于名義軌跡跟隨著被修正的名義軌跡，這個用軌跡速度vB描繪。
附圖3c表示了屬于附圖3b達到的實際軌跡5。將兩個直線段用軌跡速度vB在通過箭頭規(guī)定的方向進行描繪。如果忽略在方向變化的地方第二個方向段的小的空缺和小的彎曲被修正的實際軌跡5相當于預先規(guī)定的名義軌跡。
附圖4表示了彎曲的名義軌跡6。將這個被先后連續(xù)的，離散的方向變化的名義軌跡1近似。方向變化的地方是用箭頭標明的。現(xiàn)在將具有離散的方向變化的這個名義軌跡1可以重新對應于按照本發(fā)明的方法進行修正。
本發(fā)明不僅限于示范性地表示的實施形式，而且在其通用的形式上是通過權利要求1定義的。
權利要求
1.用粒子射線或波射線按照有方向變化的預先規(guī)定的名義軌跡(1)描繪軌跡的方法，在其中移動的射線矯正儀影響射線的方向，通過這個將射線在平面上投影了一個用速度vB描繪的實際軌跡(3，4)，在其中將名義軌跡(1)被控制儀轉換為被修正的名義軌跡(2)，這在離散的方向變化的周圍從第一個方向到第二個方向描繪了一個彎路，這是通過將任意的段附加和/或刪除在名義軌跡(2)上產(chǎn)生的，和此時將被修正的名義軌跡(2)通過控制儀傳輸給射線矯正儀的控制規(guī)程。
2.按照權利要求1的方法，在其中段是直線段。
3.按照權利要求1或2的方法，-在其中將實際軌跡(3，4)用恒定的軌跡速度vB描繪，-在其中在直線的名義軌跡(1)上由于射線矯正儀的機械慣性將實際軌跡(3，4)用恒定延遲為滯后誤差時間tS進行描繪，-在其中被修正的名義軌跡(2)是由名義軌跡產(chǎn)生的，-如果在方向變化的地方將指向第一個方向的長度為L的第一個直線段附加在目前的軌跡上，這適合于L＝vB×tS，和-如果將指向相反方向的長度為L的第二個直線段附加在方向變化的地方第一個直線段的相反方向的端部，對于這個預先規(guī)定了最大的軌跡速度，其中vmax＞vB。
4.按照權利要求1至3的方法，在其中將具有連續(xù)方向變化的名義軌跡(6)通過具有先后的、離散的方向變化的一個名義軌跡(1)近似。
5.按照權利要求1至4的方法，在其中使用脈沖射線。
6.按照權利要求1至5的方法，在其中，作為射線使用激光射線和作為移動的射線矯正儀使用具有檢流計馬達的反射鏡。
7.將按照權利要求1至6的方法使用在加工或改變一個表面或者用于材料的涂覆或者材料的去除。
8.將按照權利要求1至6的方法使用在標牌或號碼盤的打標記上。
9.按照權利要求1至9的方法，在其中，作為射線使用離子射線和作為射線矯正儀使用電磁的棱鏡。
全文摘要
本發(fā)明涉及到用離子射線或波射線描繪預先規(guī)定的名義軌跡(1)的方法,在其中移動的射線矯正儀影響射線的方向,從而這個描繪出一個實際軌跡(3,4)。將慣性決定的實際軌跡(3,4)與名義軌跡的偏差通過預先規(guī)定被修正的名義軌跡(2),這在方向變化的地方描繪出一個彎路,最小化。此外本發(fā)明涉及到將本方法應用在激光結構化或標牌或數(shù)字盤的打標記上。
文檔編號B23K26/08GK1360532SQ00810034
公開日2002年7月24日 申請日期2000年7月5日 優(yōu)先權日1999年7月5日
發(fā)明者M·赫爾曼, H·德斯托伊爾 申請人:西門子公司