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(jí)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(gè)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(shí)，整個(gè)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(guò)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(shí)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(guò)的聲光晶體一側(cè)有列平行的超聲換能器，每個(gè)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(duì)超聲波進(jìn)行分時(shí)的調(diào)制。由于超聲波在聲光晶體中傳播時(shí)需要一定時(shí)間，因此可以用持續(xù)時(shí)間很短的方波開(kāi)關(guān)信號(hào)把晶體中的聲波變成沿傳播方向時(shí)有時(shí)無(wú)的串行波包序列。當(dāng)包含多路調(diào)制信號(hào)的一幀串行超聲波從側(cè)面正好通過(guò)平行扁光的時(shí)候，波包對(duì)應(yīng)的光束被衍射，光路上的一個(gè)快門(mén)打開(kāi)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(shí)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(chǎng)鏡、聲光調(diào)制晶體和擋光板，通過(guò)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(mén)、成像透鏡組、成像介質(zhì)，聲光調(diào)制晶體一端設(shè)有插錯(cuò)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(mén)的通光區(qū)域?yàn)殚L(zhǎng)方形，在快門(mén)開(kāi)關(guān)信號(hào)觸發(fā)時(shí)快門(mén)打開(kāi)，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(chǎng)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(shí)光路示意圖； 圖3是本發(fā)明工作時(shí)主要非光信號(hào)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(chǎng)鏡5、聲光調(diào)制晶體6、超聲換能器7、叉指電極8、快門(mén)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(chǎng)鏡5、聲光調(diào)制晶體6 和擋光板10，通過(guò)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(mén)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(cuò)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(mén)9的通光區(qū)域?yàn)殚L(zhǎng)方形，在快門(mén)開(kāi)關(guān)信號(hào)觸發(fā)時(shí)快門(mén)9打開(kāi)，否則關(guān)閉。本發(fā)明的工作過(guò)程如下
激光條1多個(gè)發(fā)光點(diǎn)發(fā)出的激光，通過(guò)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(guò)場(chǎng)鏡5后束腰落在過(guò)聲光調(diào)制晶體( η3ΜΟ04)6的中心，這樣可以減少渡越時(shí)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(jí)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(chǎng)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(guò)程是激發(fā)超聲的載波電信號(hào)首先被攜帶多路光束是否被衍射信息的串行方波信號(hào)所調(diào)制，然后通過(guò)帶有叉指電極超聲換能器變?yōu)槌曅盘?hào)進(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(shí)需要一定時(shí)間，方波開(kāi)關(guān)信號(hào)持續(xù)時(shí)間很短，因此把晶體中的聲波可形成沿傳播方向時(shí)有時(shí)無(wú)的串行波包序列。當(dāng)被調(diào)制的一幀超聲信號(hào)完全進(jìn)入聲光調(diào)制晶體時(shí)(信號(hào)波形如圖3所示，以調(diào)制輸出8路光束為例)，同時(shí)有一個(gè)快門(mén)開(kāi)啟脈沖到達(dá)快門(mén)，這時(shí)被衍射的多路光束到達(dá)成像介質(zhì)，完成成像過(guò)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(dòng)信號(hào)為300MHz，串行調(diào)制信號(hào)為IOMHz的方波，則調(diào)制256路激光的聲光調(diào)制晶體的長(zhǎng)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(jì)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(jì)了合理的晶體尺寸和快門(mén)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(chǎng)鏡( 、聲光調(diào)制晶體(6)和擋光板(10)，通過(guò)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(mén)(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(cuò)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(mén)(9)的通光區(qū)域?yàn)殚L(zhǎng)方形，在快門(mén)開(kāi)關(guān)信號(hào)觸發(fā)時(shí)快門(mén)(9)打開(kāi)，否則關(guān)閉。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)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(chǎng)鏡、聲光調(diào)制晶體和擋光板，通過(guò)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(mén)、成像透鏡組、成像介質(zhì)，聲光調(diào)制晶體一端設(shè)有插錯(cuò)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(mén)的通光區(qū)域?yàn)殚L(zhǎng)方形，在快門(mén)開(kāi)關(guān)信號(hào)觸發(fā)時(shí)快門(mén)打開(kāi)，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(hào)G02F1/11GK102236178SQ20111022688
公開(kāi)日2011年11月9日 申請(qǐng)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(qǐng)人:杭州數(shù)騰科技有限公司