專利名稱：在紋理化處理過程中控制激光能量的方法
在共同未決的，由Peter M.Baumgart等人于1993年12月10日提交的，題為“使用可以控制在盤片表面紋理化(texturing)的二極管激勵激光的處理過程”的美國專利申請第08/150,525號中描述了在磁記錄盤片中創(chuàng)建“遠(yuǎn)距凸凹(distant bump)陣列”表面紋理(texture)從而減少靜磨擦的處理過程和被經(jīng)過這樣的紋理化的盤片，該發(fā)明和本發(fā)明具有共同的授權(quán)，并且在這里參考引用了該發(fā)明的公開內(nèi)容。紋理化處理過程使用了緊密聚焦的以0.3-90納秒脈沖序列激發(fā)的二極管激勵NdYLF，NdYVO4或其它固態(tài)激光器在盤片表面產(chǎn)生多個(gè)遠(yuǎn)距離間隔的凸凹。凸凹創(chuàng)建過程是高度可控制的，該過程允許重復(fù)創(chuàng)建一種預(yù)先擇定的，諸如平滑波紋或具有用于降低靜磨擦，并且不會產(chǎn)生緊密間隔或提高“粗糙度”的中央凸起的波紋的凸凹分布。某些凸凹分布允許對盤片表面的數(shù)據(jù)存儲區(qū)域的紋理化，從而在不嚴(yán)重影響磁數(shù)據(jù)存儲密度的情況下降低靜磨擦。
在另一個(gè)共同未決的，由Michael Barenhoim等人于1996年3月11日提交的，題為“用于對盤片進(jìn)行激光紋理化的裝置”的美國專利申請第08/613,564號中還描述了可以使用本方法控制激光束能量的激光紋理化設(shè)備(station)，該發(fā)明和本發(fā)明具有同一受讓人。
在另一個(gè)共同未決的，于1996年9月4日提交的，題為“用于雙束激光紋理化的光裝置”的美國專利申請第08/707,383號中描述了可以使用本方法控制激光束能量的光學(xué)裝置，該發(fā)明和本發(fā)明具有同一受讓人。
在另一個(gè)共同未決的，于1996年9月4日提交的，題為“控制激光紋理化工具的裝置和方法”的美國專利申請第08/707,384號中描述了用于控制可以使用本方法控制激光束能量的激光紋理化設(shè)備的電子硬件和軟件，該發(fā)明和本發(fā)明具有同一受讓人。
在另一個(gè)共同未決的，于1996年9月4日提交的，題為“控制激光紋理化工具中的脈沖”的美國專利申請第08/707,385號中描述了控制激光束脈沖波形，并且通過可以使用本方法控制激光束能量的激光紋理化設(shè)備的操作來接通這樣的脈沖的方法，該發(fā)明和本發(fā)明具有同一受讓人。
本發(fā)明涉及用來構(gòu)造諸如在計(jì)算機(jī)硬文件(hardfile)中使用的磁記錄盤片，具有通過暴露在脈沖激光下面從而被加以紋理化的表面的盤片的裝置，更具體地講，是涉及通過衰減來控制激光束的能量的過程。
當(dāng)前的硬文件驅(qū)動器使用了接觸起止(CSS)系統(tǒng)，該系統(tǒng)允許用于讀寫數(shù)據(jù)的磁頭在盤片固定時(shí)與特定CSS區(qū)域中的磁盤表面接觸。這樣，在轉(zhuǎn)動的盤片停止旋轉(zhuǎn)之前，磁頭被移動到CSS區(qū)域，其中磁頭被放置在盤片的表面上。當(dāng)盤片再次開始旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁頭沿著該區(qū)域中的盤片表面滑動，直到因旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致的盤片表面層狀氣流把磁頭完全從盤片表面抬起來。
在以這種方式把磁頭抬起后，該磁頭從CSS區(qū)域移動到另一個(gè)盤片區(qū)域以便讀寫數(shù)據(jù)。最好是對CSS區(qū)域加以紋理化以便使磁頭與盤片表面的接觸最小。通過這種方式，通常被稱作“靜磨擦”的接觸吸附-滑動現(xiàn)象和其它磨擦效應(yīng)被最小化，并且磁頭表面的磨損也被降至最小。最好使CSS區(qū)域之外的盤片表面剩余部分保持鏡面平滑，從而允許進(jìn)行高密度磁數(shù)據(jù)記錄。
授權(quán)給Ranjan等人的美國專利第5,062,021號描述了一個(gè)過程，在該過程中可以通過控制對磁記錄介質(zhì)進(jìn)行紋理化，尤其是對于被指定與數(shù)據(jù)傳感頭接觸的區(qū)域。對于硬盤片介質(zhì)，該過程包括擦亮鋁鎳熒光襯底以進(jìn)行鏡面拋光，接著旋轉(zhuǎn)盤片并且把脈沖激光能量控制在限定的輻向部分上，這樣便在保持表面的剩余部分平滑的同時(shí)構(gòu)成了一個(gè)環(huán)形讀寫頭接觸帶。該接觸帶由多個(gè)單獨(dú)的激光點(diǎn)構(gòu)成，每個(gè)激光點(diǎn)均具有一個(gè)實(shí)際上被一個(gè)環(huán)形上升邊緣環(huán)繞的中心凹陷。凹陷深度和邊緣高度主要由激光能量和發(fā)射脈沖時(shí)延控制。通過改變激光束相對于盤片表面的斜度可以調(diào)整單獨(dú)激光點(diǎn)的形狀。發(fā)射激光的頻率和盤片旋轉(zhuǎn)速度在更大的程度上控制激光點(diǎn)的排列模式。與機(jī)械紋理化表面的針狀(acicular)特性相比，凹陷的平滑圓形輪廓和環(huán)繞邊緣是實(shí)際提高激光紋理化介質(zhì)的耐久性的主要因素。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，這里提供了一個(gè)通過調(diào)整針對激光束的可變衰減器的驅(qū)動信號來控制激光束的能量等級的計(jì)算機(jī)程序。可變衰減器由可以執(zhí)行該程序的計(jì)算系統(tǒng)控制。該程序?yàn)橛?jì)算系統(tǒng)的操作提供了一些操作員可以選擇的模式，這些模式包括一個(gè)教學(xué)模式，一個(gè)定點(diǎn)模式和一個(gè)運(yùn)行模式。在教學(xué)模式下，在一些遞增變化的等級上操作驅(qū)動信號，同時(shí)用存儲在查對表中的驅(qū)動信號和激光束能量的對應(yīng)等級測量相應(yīng)的激光束能量等級。在定點(diǎn)模式下，在一個(gè)等級上驅(qū)動衰減器以便與被提供作程序的輸入的激光束能量等級相對應(yīng)，其中該等級是在查對表內(nèi)確定出來的。在運(yùn)行模式下，在使用激光束的系統(tǒng)的操作期間把激光能量等級與一個(gè)預(yù)定能量等級反復(fù)比較，并且改變驅(qū)動信號使得激光束能量等級接近于預(yù)定能量等級。


圖1是一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的盤片驅(qū)動單元的內(nèi)部部分的設(shè)計(jì)圖，其中包括一個(gè)具有進(jìn)行CSS操作的紋理化環(huán)形區(qū)域的可旋轉(zhuǎn)磁盤和一個(gè)磁頭；圖2和3是單獨(dú)紋理化點(diǎn)(spot)的橫向剖面圖，這些圖例用具體根據(jù)美國專利第5,108,781號的方法構(gòu)成的圖2的紋理化點(diǎn)和根據(jù)共同未決的美國專利申請第08/150,525號的方法構(gòu)成的圖3的紋理化點(diǎn)構(gòu)成了可以使用本發(fā)明的裝置生成的紋理化點(diǎn)的例子；圖4是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的激光盤片紋理化工具的等比例(isometric)圖；圖5是關(guān)于圖4的工具的，由圖4中的切線V-V指示的，說明其中的盤片處理和激光紋理化設(shè)備的剖面設(shè)計(jì)圖；圖5A是圖4的工具中的擴(kuò)束器的縱向剖面圖；圖5B是圖4的工具中的分束器和能量控制光學(xué)模塊的部分剖面設(shè)計(jì)圖；圖5C是與在圖4的工具內(nèi)與被紋理化的盤片相鄰的光束定向裝置的設(shè)計(jì)圖；圖6是關(guān)于圖4的工具的，由圖5中的切線V1-VI指示的，說明被用來控制容放盤片以進(jìn)行紋理化的盤匣的機(jī)械裝置的剖面?zhèn)纫晥D；圖7是關(guān)于圖4的工具的，由圖5中的切線VII-VII指示的，說明把盤片從盤片處理設(shè)備中的盤匣轉(zhuǎn)移到激光紋理化設(shè)備并且把盤片返回到盤匣的機(jī)械裝置的剖面后視圖；圖8是關(guān)于圖4的工具中的，被用來在紋理化處理過程中移動盤片的一個(gè)主軸的末端部分的縱向剖面圖；圖9是關(guān)于圖4的工具中的，被用來把填入經(jīng)過紋理化的盤片的盤匣從一個(gè)傳送裝置移動到另一個(gè)傳送裝置的滑動器的剖面設(shè)計(jì)圖；圖10是控制圖4的工具內(nèi)激光束中的能量等級的電子裝置的模塊圖；圖11是在圖10的微控制器中執(zhí)行的程序的流圖。
圖1是基于計(jì)算系統(tǒng)現(xiàn)有技術(shù)的盤片驅(qū)動單元的一部分的設(shè)計(jì)圖，其中包括一個(gè)可旋轉(zhuǎn)磁盤10和一個(gè)磁頭12，通常通過驅(qū)動臂13沿著相對于盤片10的輻射方向驅(qū)動該磁頭。這種盤片10是使用本發(fā)明的裝置可以得到的那類產(chǎn)品的一個(gè)例子。當(dāng)盤片驅(qū)動單元工作時(shí)，盤片10在其中心孔14附近旋轉(zhuǎn)，從而形成保持磁頭12輕微離開鄰近的盤片表面16的層狀氣流。在這種旋轉(zhuǎn)停止之前，驅(qū)動磁頭12使之鄰近盤片10的表面上的一個(gè)經(jīng)過紋理化的環(huán)形區(qū)域18。隨著盤片旋轉(zhuǎn)變慢并停止，在環(huán)形區(qū)域18和磁頭12的鄰近接觸表面之間出現(xiàn)的磨擦和靜磨擦效應(yīng)被區(qū)域18的表面的紋理化特性最小化了。隨后，當(dāng)盤片10的旋轉(zhuǎn)被重新啟動時(shí)，隨著盤片10的旋轉(zhuǎn)速率不斷增加直到其表面附近的層狀氣流把磁頭12的相鄰表面完全抬離盤片表面，這些效應(yīng)再次被最小化。這樣，隨著盤片10的旋轉(zhuǎn)被停止并接著被重新啟動，磁頭12的表面磨損被最小化。盤片10最好是雙面磁性存儲盤片，該盤片具有在圖1所示的盤面的反面并且具有類似的特性的第二個(gè)盤面。
圖2和3是單獨(dú)紋理化點(diǎn)的橫向剖面圖，這些圖例構(gòu)成了可以使用本發(fā)明的裝置和方法生成的紋理化點(diǎn)的例子。
圖2說明了被Ranjan等人在美國專利第5,062,021號中教授的現(xiàn)有技術(shù)的方法粗糙化的部分盤片表面。通過這種方法，被粗糙化的部分盤片表面被暴露在激光光脈沖下面。表面被快速加熱，使得部分表面物質(zhì)被融化并且接著被快速冷卻，從而改變表面形狀，使得包含一個(gè)在基準(zhǔn)表面平面26下面的通常是圓形的中央凹陷24和一個(gè)在該平面26上面的通常是圓形的外部隆起28。Ranjan等人描述的過程通過在要紋理化的盤片被旋轉(zhuǎn)時(shí)重復(fù)發(fā)射激光來產(chǎn)生一環(huán)這種紋理化點(diǎn)。接著沿輻向把激光移開一段距離，并且產(chǎn)生與第一環(huán)同心的第二環(huán)紋理化點(diǎn)。重復(fù)該過程直到紋理化填滿了要被紋理化的環(huán)形區(qū)域。各個(gè)單獨(dú)的紋理化點(diǎn)的性質(zhì)主要由發(fā)射激光的峰值能量和脈沖寬度決定。圓環(huán)上的紋理化點(diǎn)之間的距離由發(fā)射激光的速率和轉(zhuǎn)動盤片的旋轉(zhuǎn)速度之間的關(guān)系決定。
圖3是使用前面描述的共同未決的美國專利申請第08/150,525號的方法產(chǎn)生的激光紋理化點(diǎn)的橫向剖面分布。與其寬度相比，表面特征的高度被片面放大了。中央凸起30超過了環(huán)形凹陷的深度，最好是達(dá)到一個(gè)大于環(huán)繞的外環(huán)34的高度的高度。凸起30和圓環(huán)34超出在進(jìn)行紋理化之前的基準(zhǔn)水平面35的高度由諸如激光注量(fluence)，脈沖寬度，紋理化點(diǎn)尺寸和盤片表面構(gòu)成的各種激光和盤片物質(zhì)參數(shù)決定。
圖4是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的激光盤片紋理化工具37的等比例圖，該工具被用來以一種非停止模式對盤片進(jìn)行激光紋理化，只要是填入盤片的盤匣以足夠的速率被裝入并卸出。這些盤匣移動經(jīng)過一個(gè)右盤片處理設(shè)備38和一個(gè)左盤片處理設(shè)備39，來自這些設(shè)備38和39的單獨(dú)盤片被裝配在激光紋理化設(shè)備40中的單獨(dú)一個(gè)激光輪流加以紋理化。模塊化的結(jié)構(gòu)允許工具37以不下降的生產(chǎn)速率連續(xù)運(yùn)行，即使在不能使用盤片處理設(shè)備38，39中的一個(gè)的情況下也是如此。
激光紋理化工具37是一個(gè)自包含系統(tǒng)，其中在基座部分41和一對儀器柜42中設(shè)有必要的電氣，電子和氣動部件。各種控制和輸出設(shè)備被放置在一個(gè)傾斜的控制面板42上。由于在紋理化處理過程中使用的紅外激光產(chǎn)生不可見的潛在有害的射線，所以激光紋理化設(shè)備40被放置在工具37中的一個(gè)閉光的機(jī)柜里面，其中具有一個(gè)在打開各個(gè)檢修門44時(shí)控制關(guān)閉激光的安全開關(guān)。并且這些門44只在工具處于維護(hù)模式時(shí)才可以打開。通過轉(zhuǎn)動控制面板43上的模式開關(guān)(未示出)可以使工具37在自動和維護(hù)模式之間切換。架在激光紋理化設(shè)備中的兩個(gè)電視攝像機(jī)(未示出)允許在一對監(jiān)視器45上察看過程。
盤片處理設(shè)備38和39的提供裝填并卸出放置盤片的盤匣的通道的上開門46未被互鎖，并且隨時(shí)可以被打開和關(guān)閉，即使在紋理化處理過程中也是如此。在工具37中，激光產(chǎn)生的射線被擋在裝填和卸出這些盤匣的區(qū)域之外。
圖5是關(guān)于激光紋理化工具37的，由圖4中的切線V-V指示的，說明盤片處理設(shè)備38，39和激光紋理化設(shè)備40的水平剖面圖。左盤片處理設(shè)備39是右盤片處理設(shè)備38的鏡像。各盤片處理設(shè)備均具有一個(gè)沿箭頭50的方向，向后傳遞裝入要被紋理化的盤片49的盤匣48的輸入傳送器47。各盤匣48均具有一些沿垂直方向裝入盤片49的盤槽51和一個(gè)通過從下面打開從而撤出單獨(dú)盤片的下開門52。為了清楚起見圖5中說明了只具有五個(gè)盤片的盤匣，實(shí)際上該系統(tǒng)的盤匣通常裝有25個(gè)盤片。
圖6是關(guān)于圖4的工具的，由圖5中的切線VI-VI指示的，說明移動容放盤片的盤匣進(jìn)入并通過處理過程的傳送器系統(tǒng)剖面?zhèn)纫晥D。工具操作員通過打開以后鉸鏈53為軸向上旋轉(zhuǎn)的檢修門46裝入填滿盤片49的盤匣48。盤匣48通常被裝到一個(gè)上升平臺54上，該平臺在其位置上沿箭頭55的方向?qū)⒈P匣48舉起離開輸入傳送器47，從而允許傳送器47在不同時(shí)移動最近裝入的盤匣48的情況下移動存放在傳送器47中的一個(gè)隊(duì)列里的另一個(gè)盤匣48。圖6還說明了一個(gè)盤匣索引傳送器57，該傳送器57以遞增的速度把盤匣58移到盤片升降器59之上，使得盤片升降器59能夠把單獨(dú)的盤片49從盤匣58中取出并送入激光紋理化處理過程，并且使得盤片升降器59能夠接著把經(jīng)過紋理化的盤片返回到盤匣58。圖6還說明了一個(gè)轉(zhuǎn)移平臺傳送器60，該傳送器60被用來把填滿經(jīng)過紋理化的盤片的盤匣從索引傳送器57移動到一個(gè)輸出傳送器61(圖5所示)。
圖7是關(guān)于圖4的工具的，由圖5中的切線VII-VII指示的，說明把盤片從盤片處理設(shè)備38中的盤匣58轉(zhuǎn)入激光紋理化處理過程并且把經(jīng)過紋理化的盤片返回到盤匣的機(jī)械裝置的剖面后視圖。圖7還提供了一個(gè)有關(guān)盤匣索引傳送器57和輸出傳送器61的橫向剖視圖。
下面具體參照圖6和7討論怎樣把盤匣移動到從盤匣中取出單獨(dú)的盤片并轉(zhuǎn)入紋理化處理過程的位置點(diǎn)。
參照圖5，6和7，各傳送器47，57，60，61均包含一個(gè)在盤匣48，56，58的四周下面延伸的傳送帶61a，其中上述盤匣被放在該傳送帶上。各傳送帶61a在一對未端滾軸62之間延伸，并且被架在一些導(dǎo)輥63之上。在各傳送器47，57，60，61的一端，馬達(dá)64沿兩個(gè)方向驅(qū)動未端滾軸62。這個(gè)盤匣傳送系統(tǒng)還包括一對保證各盤匣停留在傳送器之上的位置的橫向?qū)蚱?5，和確定盤匣到達(dá)傳送器系統(tǒng)的臨近點(diǎn)的時(shí)間的盤匣檢測器66，66a，67，68，69。各盤匣檢測器66，66a，67，68，69均包含一個(gè)光源69a，該光源在一個(gè)盤匣的相鄰表面出現(xiàn)時(shí)被該表面反射并被一個(gè)接收器69b檢測出來，該接收器接著向一個(gè)計(jì)算系統(tǒng)70提供一個(gè)輸入以影響這里所描述的操作，其中該計(jì)算系統(tǒng)控制激光紋理化工具37中的馬達(dá)64和其它的馬達(dá)，圓筒線圈和閥門的操作。
當(dāng)盤匣48被放在上升平臺54的頂端時(shí)，它的出現(xiàn)被第一輸入盤匣檢測器66檢測到。由于輸入傳送器47和控制其移動的系統(tǒng)邏輯被構(gòu)造成允許對盤匣進(jìn)行排隊(duì)，所以根據(jù)其它的盤匣是否已出現(xiàn)在輸入傳送器47和索引傳送器57上面來確定盤匣48的后續(xù)移動。如果沒有盤匣已經(jīng)出現(xiàn)在這些傳送器47，57上面(即，如果盤匣56，58和69c沒有出現(xiàn))，則降低平臺54，使得盤匣48停留在輸入傳送器47的頂端，并且啟動傳送器47，57沿著箭頭50的方向向后移動盤匣48。當(dāng)索引(indexing)盤匣檢測器68檢測到以這種方式移動的盤匣的出現(xiàn)時(shí)，輸入傳送器47和索引傳送器57被停止，把盤匣保持在某個(gè)位置上，使得該盤匣的能夠放置盤片49的第一個(gè)盤槽51(即，在箭頭50所指的方向上最遠(yuǎn)的未端盤槽)直接位于盤片升降器59之上。
另一方面，如果盤匣58出現(xiàn)在索引傳送器57之上并且沒有其它的盤匣56，69c出現(xiàn)在輸入傳送器47之上，則在盤匣48被放置在上升平臺54上面時(shí)，該平臺54被降低，并且啟動傳送器47在箭頭50的方向上移動盤匣48。當(dāng)盤匣48的出現(xiàn)被第二輸入盤匣檢測器66a檢測到時(shí)，這種移動被停止，把在輸入傳送器47上排隊(duì)的盤匣保持在示出盤匣69c的位置。
如果盤匣58出現(xiàn)在索引傳送器57上面并且單獨(dú)一個(gè)盤匣69c聘在輸入傳送器47上面，則在盤匣48被放置在上升平臺54上面時(shí)，該平臺54保持上升狀態(tài)，同時(shí)啟動輸入傳送器47沿箭頭50的反方向移動盤匣69c，直到該盤匣69c被第三盤匣傳感器67探測到。接著平臺54被降低，并且啟動輸入傳送器47沿箭頭50的方向移動盤匣48，69c。當(dāng)?shù)诙P匣傳感器66a檢測到盤匣69c時(shí)，這種移動被停止，使盤匣48，69c繼續(xù)在輸入傳送器47上排隊(duì)。
最后，如果在盤匣48被放置在上升平臺54上面時(shí)所有三個(gè)盤匣56，69c和58均出現(xiàn)在傳送器47上，則不直接繼續(xù)移動盤匣，而是讓盤匣56，69c繼續(xù)在輸入傳送器47上排隊(duì)，并且讓盤匣48繼續(xù)在上升平臺54上排隊(duì)。
當(dāng)已經(jīng)對索引傳送器57上的盤匣58中的所有要被紋理化的盤片完成了紋理化處理過程時(shí)，啟動傳送器57和轉(zhuǎn)移平臺傳送器60沿箭頭50的方向把盤匣58向后完全移動到轉(zhuǎn)移平臺傳送器60上面。當(dāng)轉(zhuǎn)移平臺盤匣檢測器69檢測到盤匣58的出現(xiàn)時(shí)，停止這種移動。如果第二輸入盤匣檢測器67確定盤匣56出現(xiàn)在輸入傳送器47上面，則在以這種方式從索引傳送器57轉(zhuǎn)移盤匣56時(shí)，由傳送器47，57把這個(gè)排隊(duì)的盤匣56移動到某個(gè)位置點(diǎn)上，在該位置點(diǎn)上該盤匣的出現(xiàn)被索引盤匣檢測器68檢測到。如果在第一個(gè)排隊(duì)盤匣56被從輸入傳送器47移動到索引傳送器57時(shí)第二個(gè)排隊(duì)盤匣48出現(xiàn)在上升平臺54上，則平臺54被降低，并且第一個(gè)排隊(duì)盤匣48被輸入傳送器47驅(qū)動，直到第二輸入盤匣檢測器67檢測到盤匣48的出現(xiàn)。
現(xiàn)在具體參照圖5和7描述怎樣把單獨(dú)的盤片從一個(gè)盤匣傳入到紋理化處理過程。
參照圖5和7，為了允許移動單獨(dú)的盤片通過激光紋理化處理過程，索引傳送器57通過若干后向和前向動作，沿著箭頭50的方向和反方向移動盤匣58，從而使用盤片升降器59把盤匣58的單獨(dú)的盤槽51排列成行。盤片升降器59包含一個(gè)確定盤片49是否在各盤槽51中出現(xiàn)的臨近傳感機(jī)械裝置70a。傳感機(jī)械裝置70a包括一個(gè)描準(zhǔn)出現(xiàn)在盤槽51中的盤片的臨近邊緣70b的內(nèi)部光源和一個(gè)檢測從這樣的一個(gè)邊緣70b反射回來的光線的內(nèi)部傳感器。傳感機(jī)械裝置70a的輸出向計(jì)算系統(tǒng)70提供額外一個(gè)輸入。這樣，盤匣58被索引傳送器57沿著箭頭50的方向移動到后面并跳過盤匣58內(nèi)所有空盤槽，直到臨近傳感機(jī)械裝置70a指示盤片49在一個(gè)具體的盤槽51中出現(xiàn)。當(dāng)臨近傳感機(jī)械裝置70a檢測到一個(gè)盤片時(shí)，停止盤匣58的反向移動，并且盤片升降器59沿箭頭55的方向向上移動，從而把由升降器59排列成行的盤片49傳遞到一個(gè)取放機(jī)械裝置71。
取放機(jī)械裝置71具有一個(gè)可以沿著箭頭74的方向和反方向，在一個(gè)驅(qū)動軸73的軸心上，以180度的增量旋轉(zhuǎn)的旋臂72。這種旋轉(zhuǎn)受旋臂驅(qū)動馬達(dá)75的增量操作影響。通過一個(gè)氣動傳動裝置79，在旋臂72的每個(gè)未端上，一對抓鉗77，78可以在一個(gè)示出抓鉗77的張開位置和一個(gè)示出抓鉗78的閉合位置之間移動。當(dāng)一對抓鉗77，78處于閉合位置時(shí)，一個(gè)位于抓鉗之間的盤片被抓鉗外部的四個(gè)點(diǎn)固定住。當(dāng)這對抓鉗被張開時(shí)，以這種方式固定的盤片被釋放。也可以沿箭頭50的方向把取放機(jī)械裝置71向后移動到取起和釋放盤片的位置，并且也可以沿箭頭50的反方向把取放機(jī)械裝置71向前移動到旋轉(zhuǎn)旋臂的位置。
盤片升降器59的向上移動把接著要被紋理化的盤片49向上傳遞到由虛線82指示的位置。這種把盤片49與旋臂72的張開抓鉗77垂直對齊，從而允許盤片49的上行通路經(jīng)過抓鉗77的動作是在取放機(jī)械裝置處于前向位置(即，沿箭頭50的相反方向移動)時(shí)發(fā)生的。在這里，盤片停落在升降器59的凹槽84中。接著，取放機(jī)械裝置71沿箭頭50的方向移動到其后向位置，從而把張開抓鉗77與盤片49的邊緣對齊。然后，抓鉗77閉合，抓住了盤片49。接著盤片升降器59下降與盤片49的外圍分離。然后取放機(jī)械裝置71沿箭頭50的反方向移動到其前向位置，并且旋臂72沿箭頭74的方向旋轉(zhuǎn)180度，從而把盤片49放置在虛線83指示的位置，與主軸部件88的主軸86對齊。接著取放機(jī)械裝置71沿箭頭50的方向返回到其反向位置，把盤片49放置到主軸86的未端上。
圖8是主軸86的未端的縱向剖面圖，其中包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的外側(cè)圓筒89，一個(gè)內(nèi)部機(jī)軸90沿著后向指示的箭頭50的方向和反方向在軸向上滑動。一個(gè)滑動的套管91，活塞92和前端管罩93與內(nèi)部機(jī)軸90一起在軸向上移動，同時(shí)一個(gè)前端套管94被保持在外側(cè)圓筒89之中。一些曲形箝位模塊95在前端管罩93的截錐形(truncoconica1)表面96周圍延伸，并且被一個(gè)彈性“0”形環(huán)97保持收緊表面96。
通過壓緊滑動套管91的臨近表面的壓縮彈簧98，內(nèi)部主軸90被保持在所示的后向位置上(即在箭頭50的方向上)。通過以這種方式保持內(nèi)部主軸90為后向，未端管罩94的內(nèi)面沿著截錐形表面96向后并向外推壓箝位模塊95。箝位模塊95的這個(gè)動作抓住了盤片49的內(nèi)面99，并且把盤片保持在與外側(cè)圓筒89的前面100正對的位置。通過在箭頭90的前向和反向上對活塞92施加一個(gè)壓力來釋放盤片49，從而克服由壓縮彈簧98施出的壓力，使得內(nèi)部主軸被沿著箭頭90的前向和反向移動。這種壓力可以被一些著名的方法使用，例如利用操作活塞92的氣動推桿。所造成的未端管罩94的移動允許箝位模塊95向前和向內(nèi)從主軸86釋放盤片49。
參照圖5，7和8，取放機(jī)械裝置71沿箭頭50的方向向后移動，從而把要被紋理化的目前處于圖7中虛線83所示的位置的盤片49，放置在把內(nèi)部主軸90保持在其前向位置的主軸86的未端管罩90的上面，使得箝位模塊95向內(nèi)回縮。接著，內(nèi)部主軸90被移動到其后向位置，使得箝位模塊95被向外移動以便把盤片49箝在位置上，并且使得已經(jīng)抓住旋臂72上的盤片的抓鉗張開以便釋放盤片49。在盤片49被放置在主軸86上面之后，取放機(jī)械裝置71沿箭頭50的前向和反向移動，并且主軸部件88的主軸驅(qū)動馬達(dá)101開始旋轉(zhuǎn)主軸86以便把盤片49的旋轉(zhuǎn)速率提高到可以暴露在激光脈沖之下的程度。在主軸轉(zhuǎn)換馬達(dá)104的驅(qū)動下，主軸部件88也開始沿箭頭102的方向向內(nèi)移動，從而把盤片49轉(zhuǎn)入紋理化處理過程。
現(xiàn)在參照圖5描述激光紋理化設(shè)備40。
參照圖5，在激光紋理化設(shè)備40內(nèi)部，來自一個(gè)紅外脈沖激光器108的光束被用來在盤片49上產(chǎn)生期望的表面紋理化。正如上面引用的共同未決的專利申請所描述的，激光器108可以是一個(gè)提供波長為1.047微米的輸出的NdYLF固態(tài)激光器，或者是利用通過光纜112從激光二極管110驅(qū)動的二極管激勵信號，并且由一個(gè)Q開關(guān)控制113提供脈沖激勵的NdYVO4固態(tài)激光器。來自激光器108的光束被引導(dǎo)通過一個(gè)電子處理快門114和一個(gè)機(jī)械安全快門116。當(dāng)激光紋理化設(shè)備40工作時(shí)，一串激光脈沖被從激光器108發(fā)射出來，其中通過打開和關(guān)閉電子處理快門114來開始和停止實(shí)際的紋理化處理過程。
處理快門114實(shí)際是一個(gè)由電磁鐵(未示出)的操作來打開并保持打開的機(jī)械快門。通過電磁鐵的電流的終止導(dǎo)致處理快門關(guān)閉。根據(jù)要被紋理化的盤片的位置對處理快門114的操作和對單獨(dú)盤片進(jìn)行紋理化的處理的操作進(jìn)行電子控制，上述位置是通過使用根據(jù)主軸部件88的移動所產(chǎn)生的信號來確定的。
安全快門116在整個(gè)紋理化處理過程中保持打開，除非出現(xiàn)盤片或盤匣堵塞這樣的錯誤情況。利用運(yùn)行在激光紋理化工具37上的軟件，對這樣的錯誤情況的檢測導(dǎo)致安全快門116關(guān)閉。激光108，電子處理快門114和安全快門116公共構(gòu)成了一個(gè)閉光部件，在快門路14，116關(guān)閉時(shí)即使是一部分激光光束也不能從該部件中逸出。
在通過快門114，116之后，激光進(jìn)入一個(gè)偏振分束器118，該分束器被加以定向使得具有不期望的p-偏振的激光束部分被直接向下導(dǎo)向底板120，從而使具有垂直s-偏振的激光束部分傳播通過其余的光通路。接著，激光束通過一個(gè)允許在透鏡入口調(diào)整紅外激光點(diǎn)的尺寸的3X擴(kuò)束器/準(zhǔn)直器122。
圖5A是擴(kuò)束器/準(zhǔn)直器122的縱向剖面圖。輸入光束122a通過一個(gè)導(dǎo)致光束發(fā)散或擴(kuò)展的發(fā)散透鏡122b和一個(gè)減少光束發(fā)散的會聚透鏡122c，從而產(chǎn)生輸出光束122d。通過旋轉(zhuǎn)透鏡底座之間的螺紋機(jī)械連接可以手工調(diào)整擴(kuò)束器透鏡122b，122c之間的距離。在激光紋理化工具37的例子中，進(jìn)行這樣的調(diào)整以便提供有些輕微發(fā)散的輸出光束122d。
再次參照圖5，一對介質(zhì)膜導(dǎo)向鏡124把激光束從擴(kuò)展器準(zhǔn)直器122導(dǎo)向二向色分束器126。一個(gè)比如來自2-mW激光二極管128的可見激光束也被導(dǎo)向分束器126，從而允許通過跟蹤紅色激光點(diǎn)來對正光學(xué)系統(tǒng)。通過操作兩個(gè)導(dǎo)向鏡124使得來自激光器108的紅外光束與來自激光二極管128的紅色光束相一致。大約百分之三的從紅外激光器108進(jìn)入分束器126的激光束被從分束器126反射到提供對激光能量的實(shí)時(shí)(in-situ)監(jiān)測的能量檢測器130。
離開二向分束器126的紅外激光束131被導(dǎo)向一個(gè)把光束分成兩個(gè)強(qiáng)度在百分之五的范圍內(nèi)相等的光束的非偏振分束器立方體132。利用一對導(dǎo)向鏡134，這兩個(gè)光束被導(dǎo)向被主軸部件88傳遞經(jīng)過紋理化處理過程的盤片的正反面。在經(jīng)過導(dǎo)向鏡134的反射之后，激光束以分隔間距25mm的一對平行光束135傳播進(jìn)入一個(gè)通過控制加在液晶可變延遲器上的電壓對兩個(gè)光束的強(qiáng)度加以平衡的能量控制光學(xué)模塊136。通過這種方式，離開能量控制光學(xué)模塊136的平行激光束的強(qiáng)度在百分之一的范圍內(nèi)相等。
圖5B是分束器立方體132，導(dǎo)向鏡134和能量控制光學(xué)模塊136的部分剖面設(shè)計(jì)圖。兩個(gè)構(gòu)成對模塊136的輸入的激光束135與能量控制光學(xué)模塊136的軸線136a平行延伸，并且與該軸線的距離相等，而模塊136的各個(gè)單元在該軸線上對稱分布。因?yàn)橐韵鄬τ诠鈱W(xué)模塊軸線136a的45度角引導(dǎo)分束器立方體132的輸入光束131的事實(shí)而產(chǎn)生了對稱光束135，其中沿著光學(xué)模塊軸線136a排列分束器立方體中的反射面132a。排列各導(dǎo)向鏡134使得來自分束器立方體132的有關(guān)光束以67.5度的入射角射入。
參照圖5B，由幾個(gè)手調(diào)旋鈕提供使分立的激光束135平行并且在不平行時(shí)使之平行的調(diào)整。分束器立方體132被放置在一個(gè)轉(zhuǎn)臺132b上，其中一對旋鈕132c在正交軸線上傾斜立方體132，而旋鈕132d被用來旋轉(zhuǎn)立方體132。例如，由Newport公司，Irvine，California提供了一個(gè)部件號為P032N的適于該應(yīng)用的轉(zhuǎn)臺。各導(dǎo)向鏡134被加在一個(gè)包含一對用來把有關(guān)的鏡面134傾斜到相互正交的軸線上的旋鈕134b的可調(diào)鏡架134a上面。例如，由Ealing Electro Optics公司，Holliston，Massachusetts提供了一個(gè)編號為37-4777的適于該應(yīng)用的鏡架。
在能量控制光學(xué)模塊136中，平衡兩個(gè)來自分束器立方體132的光束135的能量，使得這些光束具有彼此相差在百分之一以內(nèi)的能量等級。分束器立方體132把來自激光的單獨(dú)一個(gè)光束分割成一對具有彼此相差在百分之五以內(nèi)的能量等級的光束135。由于分束器立方體132是一個(gè)非偏振設(shè)備，所以進(jìn)入能量控制光學(xué)模塊136的激光束135名義上或大部分是通過偏振分束器118(圖5所示)的s-偏振光束。
在能量控制光學(xué)模塊136中，各光束135首先進(jìn)入一個(gè)液晶可變延遲器136b。各延遲器136b均包含一個(gè)在一對彼此間隔幾微米的石英玻璃窗口136d之間構(gòu)成的空腔136c。各窗口136d的內(nèi)面具有一個(gè)透明傳導(dǎo)銦錫氧化涂層?？涨?36c中填充了具有根據(jù)被加在窗口136c的透明傳導(dǎo)涂層之間的電壓翻轉(zhuǎn)(tip)的分子的雙折射向列型液晶材料。利用窗口136c上的涂層，根據(jù)加在空腔136c上電壓來改變進(jìn)入各延遲器136b的激光束135的偏振角度。這樣，以一種連續(xù)可變的方式，把進(jìn)入延遲器136b的各個(gè)光束135的s-偏振改變成離開延遲器136b的光束136e的p-偏振。例如，Meadowlark Optics，Longmont，Colorado可以提供部件號為LVR-100-1047-V的一個(gè)適用的液晶可變延遲器。
函數(shù)發(fā)生器137的輸出提供驅(qū)動各液晶可變延遲器136b的電壓信號，該發(fā)生器產(chǎn)生一種DC平衡2kHz方波，而該方波具有一個(gè)可以加以調(diào)整以便確定如何改變通過延遲器136b的光束的偏振的振幅。
在離開延遲器136b之后，各個(gè)光束136e進(jìn)入一個(gè)偏振分束器136f，該分割器把s-偏振能量向內(nèi)反射到一個(gè)光束收集堆(dump)136g以便在空腔136h內(nèi)把能量耗散掉，同時(shí)還把p-偏振能量發(fā)送到一個(gè)非偏振分束器136i。非偏振分束器136i反射向上入射的能量的百分之一，從而提供了到達(dá)能量檢測器136j的輸入。剩余的能量通過一個(gè)把向上入射的p偏振能量轉(zhuǎn)換成離開能量控制光學(xué)模塊136的環(huán)繞偏振光束136m的四分之一波片136k被發(fā)送出去。
參照圖5和5B，這里提供了測量并控制從激光108的輸出導(dǎo)出的單獨(dú)光束135和離開能量控制光學(xué)模塊136的光束136m的能量等級的獨(dú)立裝置。通過改變激光108的輸入信號，通過監(jiān)視能量檢測器130的輸出測量出的單獨(dú)光束131的能量等級得到控制或衰減。延遲器136b和偏振分束器136f的組合提供了一種方便的控制離開模塊136的光束136m的能量等級的方式，同時(shí)非偏振分束器136i和能量檢測器136j的組合提供了一種方便的測量該能量等級的方式。利用對離開能量控制光學(xué)模塊的光束136m，或者沿到達(dá)被紋理化的盤片49所在的位置點(diǎn)的光通路傳播更遠(yuǎn)的光束的測量，能量檢測器130，136j的輸出信號被分別校準(zhǔn)。由于一些諸如在將光束對準(zhǔn)能量檢測器的分束器126，136i中反射的入射能量百分比差別之類的因素，這種校準(zhǔn)是需要的。能量檢測器130，136j的輸出最好被外部顯示在激光紋理化工具37(圖4所示)上。
手工設(shè)置或重新調(diào)整各種激光能量等級的方法包括監(jiān)視能量檢測器130的輸出并對驅(qū)動激光108的信號作出相應(yīng)調(diào)整的步驟。在考慮校準(zhǔn)因素的情況下，通過用兩個(gè)被設(shè)成發(fā)送最大p-偏振能量等級的延遲器136b觀察兩個(gè)能量檢測器136j的輸出，并且降低由對應(yīng)于一個(gè)能量檢測器136j檢測的較高能量等級的延遲器發(fā)送的p-偏振能量等級直到這兩個(gè)檢測器指示出相同的能量等級，可以對兩個(gè)光束136m加以平衡。隨著兩個(gè)光束中的p-偏振能量等級的降低，對應(yīng)的輸出光束136m中的能量等級也被降低了，同時(shí)偏振分束器136f在內(nèi)部拋棄了被增加的s-偏振能量。在這種方式下，通過衰減初始具有較高等級的光束平衡了兩個(gè)光束的輸出等級。
在圖5的例子中，來自能量控制光學(xué)模塊136的平行激光光束136m被一個(gè)右穿梭(shuttling)鏡138反射，從而被導(dǎo)向一個(gè)盤片，該盤片被從右盤片處理設(shè)備38傳遞通過紋理化處理過程。
圖5C是與右盤片處理設(shè)備38有關(guān)的光學(xué)設(shè)備的設(shè)計(jì)圖。例如，每個(gè)光束136m均通過一個(gè)焦距為25mm的聚焦消色差三片透鏡140，并且被一個(gè)直角棱鏡142反射到盤片49的被紋理化的表面。
參照圖5C，以精細(xì)可調(diào)的方式把各透鏡架起來，從而允許進(jìn)行所需的使光束位于中心并且最佳聚焦到盤片49的兩面的調(diào)整。被第一微米型螺旋機(jī)械裝置140b移動的第一平臺140a允許在箭頭140c的方向上對透鏡進(jìn)行聚焦調(diào)整。被第二螺旋機(jī)械裝置140e移動的第二平臺140d允許在箭頭140f的方向上對透鏡140進(jìn)行側(cè)向移動。架起透鏡140的第三平臺140g允許通過第三機(jī)械裝置140h的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行垂直移動。
各個(gè)棱鏡142被輕微傾斜，使得正在紋理化的盤片的表面反射的激光光束不會通過光通路被發(fā)送回來，該光束通常被向外反射成反光束142a。各棱鏡142被架在一個(gè)軸心旋臂142b上，該旋臂被一個(gè)插針142c沿軸向固定在平臺142d上，并且被一個(gè)微米型螺旋機(jī)械裝置140e沿箭頭140f的方向移動。軸心旋臂142b的轉(zhuǎn)軸移動可以被用來把位置點(diǎn)設(shè)置在盤片49上開始紋理化的位置上。這種調(diào)整對于調(diào)整紋理化處理過程以便在盤片49的兩面產(chǎn)生紋理化表面并且在盤片上以相同的直徑開始和停止顯得特別有用。當(dāng)完成這種調(diào)整之后，由于軸心插針142c偏離了棱鏡142的反射表面，所以激光束會沿著該反射表面移動。如果這種移動使激光束偏離反射表面中心過遠(yuǎn)，則使用螺旋機(jī)械裝置142e校正棱鏡142的位置。
再次參照圖5和5A，并且繼續(xù)參照圖5C，在該裝置的初始調(diào)整期間通過改變122b和透鏡122c之間的距離來調(diào)整擴(kuò)束器122，使得以大約0.5mm的直徑進(jìn)入擴(kuò)束器122的激光束122a在離開擴(kuò)束器122時(shí)變成直徑大約為1.3mm的光束122d，并且使得進(jìn)入聚焦透鏡140的光束具有大約為1.5mm的直徑。利用螺旋機(jī)械裝置140b通過沿箭頭140c的方向移動對透鏡140進(jìn)行聚焦，使得激光束在被紋理化的盤片49的表面上具有大約為20微米的直徑。進(jìn)行這樣的獨(dú)立調(diào)整是為了把光束聚焦到盤片49的兩面上。
可以對擴(kuò)束器122和聚焦透鏡140的進(jìn)一步調(diào)整以便對處理過程和在盤片49上產(chǎn)生的紋理化點(diǎn)產(chǎn)生變化。通常調(diào)整擴(kuò)束器122以增加射入聚焦透鏡140的激光束的直徑使得能夠把更小的光束直徑聚焦在盤片49上。
參照圖5，5B和5C，除了預(yù)防傾斜棱鏡142從而防止激光能量在光通路內(nèi)被盤片49反射回來之外，可以預(yù)期某些這樣的能量會具體因紋理化過程產(chǎn)生的不一致的盤片表面的反射而被返回。但是，以這種方式沿光通路被反射回來的s-偏振光線被能量控制光學(xué)模塊136中的偏振分束器136f拋棄，從而被向外導(dǎo)向變成光束136n。
現(xiàn)在參照圖5和7描述盤片通過激光紋理化處理過程及其后續(xù)返回到從中取出該盤片的盤匣的移動過程。
參照圖5和7，隨著主軸部件88沿箭頭102的方向向內(nèi)驅(qū)動盤片49到達(dá)或經(jīng)過某個(gè)位置點(diǎn)，被夾制在主軸86上的盤片49被加速到期望進(jìn)行紋理化處理的旋轉(zhuǎn)速度，其中在該位置點(diǎn)上圖7中由虛線146指示的被紋理化的表面上的內(nèi)徑臨近將要暴露在從棱鏡142反射的激光束下面的位置點(diǎn)。在主軸驅(qū)動馬達(dá)101以固定的速度旋轉(zhuǎn)盤片49并且主軸轉(zhuǎn)換馬達(dá)104以固定的速度沿箭頭102的反方向向外移動盤片49時(shí)發(fā)生這種通過打開電子處理快門114來啟動的實(shí)際暴露。當(dāng)盤片49通過某個(gè)位置點(diǎn)時(shí)，電子處理快門114被關(guān)閉以便終止把盤片49的表面暴露在激光束下面，其中在該位置點(diǎn)上，被紋理化表面上的由虛線148指示的內(nèi)徑臨近暴露在從三棱鏡142反射的激光束下面的位置點(diǎn)。這樣，通過加上一些激光產(chǎn)生的螺旋紋理，盤片49上的一個(gè)環(huán)形區(qū)域被加以紋理化，其中沿著螺旋彼此臨近的紋理之間的距離由激發(fā)激光108的速率和主軸86的旋轉(zhuǎn)速率決定，同時(shí)幅向臨近螺旋段之間的距離由主軸86的旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)換速率決定。
在完成紋理化處理過程之后，停止主軸86的旋轉(zhuǎn)，或者允許主軸86降低速率，同時(shí)主軸部件88繼續(xù)沿箭頭102的反方向向外移動，從而停止在臨近在旋臂72的內(nèi)側(cè)未端上的抓鉗78的位置上。這里，沿箭頭50的方向保持旋臂72向前，使得盤片49能夠通過被打開的抓鉗78的后面。當(dāng)完成主軸部件88的外向移動時(shí)，旋臂72被向后移動，并且抓鉗被關(guān)閉以便抓起盤片49。接著，向前移動機(jī)軸90(圖8所示)以便箝位模塊95(圖8所示)向內(nèi)回縮，從而把盤片49從主軸86釋放出來。然后，旋臂72被沿著箭頭50的反方向向前移動，并且在其驅(qū)動機(jī)軸73的軸線上沿著箭頭74的反方向被旋轉(zhuǎn)180度，而后該旋臂72被沿著箭頭50的方向向后移動，從而把最近被紋理化的盤片49移入在盤片升降器59上面的位置。接著，升降器59向上移動以便把經(jīng)過紋理化的盤片接在其凹槽84之中。抓住經(jīng)過紋理化的盤片的抓鉗被打開，并且升降器59接著下降，從而把經(jīng)過紋理化的盤片49放置在盤匣58的盤槽51之中。
前面已經(jīng)描述了單獨(dú)一個(gè)盤片49從右盤片處理設(shè)備38中的盤匣58經(jīng)過激光紋理化設(shè)備40中的紋理化處理過程并且返回到盤匣58的移動過程。在本發(fā)明的最優(yōu)實(shí)例中，兩個(gè)盤片沿盤匣58和主軸86之間的反方向同時(shí)移動，主軸86把各盤片傳遞通過紋理化處理過程?，F(xiàn)在參照圖5和7描述這種盤片移動。
參照圖5和7，除了在移動放置在單個(gè)盤匣58中的第一個(gè)和最后一個(gè)盤片49期間之外，旋臂72沿箭頭74的方向和反方向的旋轉(zhuǎn)移動很好地把抓鉗77內(nèi)的一個(gè)盤片49從盤片升降器59傳送到主軸86，同時(shí)抓鉗78內(nèi)的另一個(gè)盤片49被從主軸86傳送到盤片升降器59。旋臂72后續(xù)的與其盤片移動類似的旋轉(zhuǎn)移動在反向旋轉(zhuǎn)方向上進(jìn)行，從而避免空氣纏繞欺騙傳動裝置79和電線纏住抓鉗77，78，在這樣的移動繼續(xù)在一個(gè)方向上進(jìn)行時(shí)就會發(fā)生這種情況。
而且，本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)例把每個(gè)經(jīng)過紋理化的盤片49返回到從中取出該盤片的盤槽51，使得已被臨近傳感器70a確定為空的盤槽51處于空置狀態(tài)。通過允許取放機(jī)械裝置71同時(shí)移動兩個(gè)盤片49，并且通過使用索引傳送器57把盤匣58返回到盤片升降器59取到盤槽的位置，在本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)例中可以達(dá)到這些狀態(tài)，其中在替換盤匣58中的盤片49之前從上述盤槽中取出一個(gè)盤片49。
隨著一個(gè)此后簡稱為“A”盤片49的盤片49被主軸86傳遞通過紋理化處理過程，通過盤匣58沿箭頭50的經(jīng)過臨近傳感器70a的方向的移動找到一個(gè)作為箭頭50的經(jīng)過盤槽51的反方向上的下一個(gè)盤片49的“B”盤片49，其中“A”盤片49是從上述盤槽51中取出的。在這里，盤匣59的移動被停止，并且盤片升降器59把“B”盤片49向上移動到虛線82指示的位置。當(dāng)完成對“A”盤片49的紋理化處理過程時(shí)，主軸86把“A”盤片移動到虛線83指示的位置。當(dāng)已經(jīng)通過這種方式對“A”和“B”盤片49進(jìn)行定位時(shí)，取放機(jī)械裝置71沿箭頭50的方向向后移動，并且抓鉗77，78均被關(guān)閉以便抓住“A”和“B”盤片49。在主軸86中，機(jī)軸90(圖8所示)被向前移動，從而使箝位模塊95向內(nèi)移動，把主軸與“A”盤片49脫開，并且盤片升降器59向下移動與“B”盤片49脫開。接著，取放機(jī)械裝置71沿箭頭50的反方向向前移動，并且旋臂旋轉(zhuǎn)驅(qū)動馬達(dá)75驅(qū)動旋臂72在箭頭74的方向上旋轉(zhuǎn)180度角。這時(shí)，“A”和“B”盤片49的位置被顛倒了，其中“ A”盤片49被加以定位以便在主軸86上移動通過紋理化處理過程，而“B”盤片則被加以定位以便返回到盤匣58。接著，取放機(jī)械裝置71沿箭頭50的方向向后移動，把“B”盤片49移動到主軸86上，并且把“A”盤片49與盤片升降器59對齊。
這樣，在虛線82所示的盤片位置建立了一個(gè)第一盤片轉(zhuǎn)移點(diǎn)，并且在虛線83所示的盤片位置建立了第二盤片轉(zhuǎn)移點(diǎn)，而取放機(jī)械裝置71沿箭頭50的方向被移動到后面。在第一盤片轉(zhuǎn)移點(diǎn)處，一個(gè)盤片49被沿著取放機(jī)械裝置71和盤片升降器59之間的兩個(gè)方向傳遞。在第二盤片轉(zhuǎn)移點(diǎn)處，一個(gè)盤片49被沿著取放機(jī)械裝置71和主軸86之間的兩個(gè)方向傳遞。
在一個(gè)最佳操作模式下，計(jì)算系統(tǒng)70存儲指示從中取出各盤片的盤匣58中的盤槽51的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)被用來確定如何沿箭頭50的反方向把盤匣58返回到已經(jīng)取出“A”盤片49的位置。當(dāng)一個(gè)裝滿要被紋理化的盤片的盤匣已被裝入盤片處理設(shè)備38時(shí)，在箭頭50的反方向上把盤匣從已經(jīng)取出“B”盤片49的盤槽直接位于盤片升降器59之上的位置，向已經(jīng)取出“A”盤片49的盤槽直接位于盤片升降器59之上的位置移動一個(gè)盤槽位置。當(dāng)盤匣58被裝入盤片處理設(shè)備48時(shí)，如果該盤匣沒有裝滿要被紋理化的盤片49，則應(yīng)當(dāng)把盤匣58沿箭頭50的反方向移動比一個(gè)盤槽更遠(yuǎn)的距離。不管怎樣，通過使用存儲在計(jì)算系統(tǒng)70中的盤片位置數(shù)據(jù)并使用索引傳送器57移動盤匣，盤匣被移動起來以便取出“A”盤片49的盤槽位于盤片升降器59之上。這種盤匣移動可以在“A”盤片正被取放機(jī)械裝置71移動到重新插入盤匣58的位置時(shí)進(jìn)行，其中取放機(jī)械裝置71沿箭頭50的反方向向前移動。
接著，盤片升降器59向上移動，把“A”盤片49托在其凹槽84之中，并且機(jī)軸90(圖8所示))被沿著艏頭50的方向向后移動，使得箝位模塊95向外延伸把“B”盤片49(也在圖8中示出)夾在主軸86上。夾住“A”盤片的抓鉗被打開，并且盤片升降器59向下移動，從而把“A”盤片49返回到從中取出該盤片的盤槽51之中，而主軸86沿箭頭102的方向向內(nèi)移動，同時(shí)把盤片旋轉(zhuǎn)加速到進(jìn)行紋理化的旋轉(zhuǎn)速率。通過這種方式，做好了紋理化下一個(gè)盤片49的準(zhǔn)備，這時(shí)，該盤片是“ B”盤片。
從單個(gè)盤匣58中取出的第一個(gè)盤片49被單獨(dú)從盤片升降器59移動到主軸86，同時(shí)在反方向上沒有移動另一個(gè)盤片49，這是因?yàn)闆]有其它的可以進(jìn)行這種移動的盤片。類似地，從單個(gè)盤匣58中取出的最后一個(gè)盤片49被單獨(dú)從主軸86移動到盤片升降器59，這是因?yàn)闆]有其它的可以在反方向上移動的盤片。當(dāng)最后一個(gè)可以放入盤片49的盤槽51被移動通過盤片升降器59并且臨近傳感器70a沒有檢測到另一個(gè)盤片49時(shí)，可以確定要被紋理化的最后一個(gè)盤片49已經(jīng)被移出盤匣58。一次只有單獨(dú)一個(gè)盤匣58被移動到索引傳送器57上面，其中盤匣58中所有要被紋理化的盤片49被從盤匣58中取出，傳遞通過紋理化處理過程，并且在如此處理下一個(gè)盤匣58中的任何盤片49之前，被返回到盤匣58中。
圖9是被用來轉(zhuǎn)移平臺150的，由圖6中的切線IF-IF指示的滑動機(jī)械裝置149的剖面設(shè)計(jì)圖，其中在該轉(zhuǎn)移平臺150上盤匣被從索引傳送器57轉(zhuǎn)移到輸出傳送器61。
參照圖6和9，轉(zhuǎn)移平臺150被架在滑動機(jī)械裝置149上，滑動機(jī)械裝置149包含一個(gè)滑動器151，滑動器151具有一對圓筒152，而一對空心機(jī)軸153，154從圓筒152中穿過。機(jī)軸153，154分別被架在未端模塊155之間。利用軸承部件156滑動器151被架在機(jī)軸153，154上并且可以滑動，軸承部件156也包含防止外部氣流進(jìn)入圓筒152未端的氣密封口。中央活塞157連起來與滑動器151一起沿機(jī)軸153，154滑動?；钊?57包含把圓筒152分隔成一個(gè)內(nèi)腔158和一個(gè)外腔159的封口，該封口被連在圓筒152中，并且內(nèi)腔158和外腔159一個(gè)被充入壓縮空氣而另一個(gè)被抽空以便影響滑動器151的移動。
為了在箭頭102的方向上向內(nèi)移動滑動器151，壓縮空氣通過機(jī)軸153中的氣孔161被從氣管160注入內(nèi)腔158。在這同時(shí)，空氣通過機(jī)軸154中的氣孔162和氣管163被從外腔159中抽出。兩個(gè)內(nèi)腔158被一個(gè)內(nèi)部橫向氣孔164相連，而兩個(gè)外腔159被一個(gè)外部橫向氣孔165相連。這樣，隨著通過氣管160注入壓縮空氣，從氣管163抽出空氣，內(nèi)腔158擴(kuò)張和外腔159收縮，滑動器151被沿著箭頭102的方向向內(nèi)移動，從而把轉(zhuǎn)移平臺傳送器60與索引傳送器57對齊。
類似地，為了沿著箭頭102的反方向向外移動滑動器151，壓縮空氣通過機(jī)軸154中的氣孔162被從氣管163注入外腔159。與此同時(shí)，空氣通過機(jī)軸153中的氣孔161和氣管160被從內(nèi)腔158中抽出。這樣，隨著通過氣管163注入壓縮空氣，從氣管160抽出空氣，外腔159擴(kuò)張和內(nèi)腔158收縮，滑動器151被沿著箭頭102的反方向向外移動，從而把轉(zhuǎn)移平臺傳送器60與輸出傳送器61對齊。
現(xiàn)在參照圖5和6描述在把已經(jīng)紋理化的所有盤片49返回到盤匣58之后盤匣58的移動過程。
參照圖5和6，當(dāng)確定盤匣58中最后一個(gè)要被紋理化的盤片49已經(jīng)被處理并且被返回到盤匣58之中時(shí)，中間傳送器57和轉(zhuǎn)移平臺傳送器60均被啟動以便沿箭頭50的方向向后移動盤匣58，直到象轉(zhuǎn)移平臺盤匣傳感器69的輸出所指示的那樣，盤匣58已經(jīng)完全處于轉(zhuǎn)移平臺傳送器60之上。當(dāng)傳感器69作出指示時(shí)，傳送器57和60的移動被停止，并且操作滑動機(jī)械裝置149驅(qū)動轉(zhuǎn)移平臺150，其中包括沿空心機(jī)軸153，154在箭頭102的反方向上向外移動的轉(zhuǎn)移平臺傳送器60。在停止該動作并且轉(zhuǎn)移平臺傳送器60與輸出傳送器61對齊之后，傳送器60，61被啟動以便沿箭頭50的反方向向前移動盤匣58。如果在輸出傳送器61中沒有存放其它的盤匣，那么在盤匣已經(jīng)被傳送到傳送器61的前端時(shí)，這種移動被停止在如第一輸出盤匣傳感器168所指示的，圖5中盤匣166所處的位置。在這里，盤匣166和處理過的盤片49已經(jīng)準(zhǔn)備被從盤片紋理化工具37中取出。
繼續(xù)參照圖5，雖然最好是通過一個(gè)可見或可聞的指示把這種準(zhǔn)備情況通知到系統(tǒng)操作員，但取出具有經(jīng)過紋理化的盤片49的盤匣166通常不需要允許盤片紋理化工具37連續(xù)操作。在輸出傳送器61中提供了存放一些填滿經(jīng)過紋理化的盤片49的盤匣166的空間。在該輸出系統(tǒng)的第一實(shí)例中，所有這樣的盤匣166被存放在輸出傳送器61的表面。在這樣的輸出系統(tǒng)的第二實(shí)例中，第一個(gè)到達(dá)輸出傳送器61的前端的盤匣被存放在一個(gè)上升平臺上。
現(xiàn)在描述這種輸出系統(tǒng)的第一個(gè)實(shí)例的操作。在該實(shí)例中，如果在另一個(gè)盤匣58中的盤片49的處理完成時(shí)有一個(gè)盤匣166正在等待從輸出傳送器61的前端取出，輸出傳送器61被啟動以便沿箭頭50的方向向后移動盤匣166。當(dāng)盤匣166的出現(xiàn)被第二輸出盤匣傳感器170檢測到時(shí)，這種移動停止。接著，在轉(zhuǎn)移平臺傳送器60與輸出傳送器61對齊的情況下，轉(zhuǎn)移平臺傳送器60和輸出傳送器61均被啟動以便把盤匣166和58一起移動到傳送器61的前端，當(dāng)?shù)谝惠敵霰P匣傳感器168檢測到盤匣166的出現(xiàn)時(shí)，這種動作在傳送器61的前端停止。如果有必要，該過程被重復(fù)幾次，直到輸出傳送器61被一隊(duì)裝有已經(jīng)完成紋理化過程的盤片49填滿。在各種情況下，當(dāng)隊(duì)列中最后的盤匣到達(dá)第二輸出盤匣傳感器170時(shí)，輸出傳送器61沿箭頭50的方向的后向動作被停止，并且當(dāng)隊(duì)列中最前的盤匣到達(dá)第一輸出盤匣傳感器168時(shí)，輸出傳送器61的后續(xù)前向動作被停止。
現(xiàn)在描述這種輸出系統(tǒng)的第二個(gè)實(shí)例的操作。該實(shí)例需要額外一個(gè)與用在輸入傳送器47中的平臺54類似的盤匣升降平臺172。在該實(shí)例中，到達(dá)輸出傳送器61的未端的第一個(gè)盤匣166被升降平臺172抬離傳送器，從而停留在上升位置上直到被工具操作員取出。在盤匣166處在上升位置時(shí)，沿著兩個(gè)方向操作輸出傳送器61，并且不影響盤匣166的位置。這樣，當(dāng)諸如盤匣58的第二個(gè)盤匣被放置在輸出傳送器61之上時(shí)，該傳送器61被啟動以便沿箭頭50的反方向向前驅(qū)動盤匣。當(dāng)盤匣被第三輸出盤匣傳感器174檢測到時(shí)該動作停止。當(dāng)完成對第三個(gè)盤匣中的盤片的處理時(shí)，輸出傳送器61被啟動以便向后驅(qū)動第二個(gè)盤匣。當(dāng)?shù)诙敵霰P匣傳感器170檢測到第二個(gè)盤匣時(shí)停止該動作。接著轉(zhuǎn)移平臺傳送器60和輸出傳送器61均被啟動以便沿箭頭50的反方向向前移動第二和第三盤匣，直到第二盤匣被第三輸出盤匣傳感器174檢測到。
再次重復(fù)該過程直到輸出傳送器61被一隊(duì)裝入經(jīng)過紋理化處理的盤片49的盤匣填滿。在各種情況下，當(dāng)隊(duì)列中最后的盤匣到達(dá)第二輸出盤匣傳感器170時(shí)，輸出傳送器61沿箭頭50的方向的后向動作被停止，并且當(dāng)隊(duì)列中最前的盤匣到達(dá)第三輸出盤匣傳感器174時(shí)，輸出傳送器61的后續(xù)前向動作被停止。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)盤匣166停留在上升平臺172上面時(shí)進(jìn)行這些移動。
在任意位置上，如果平臺172上的盤匣166被工具操作員取走并且有一個(gè)或更多的盤匣停留在輸出傳送器61上面，傳送器61被啟動以便象第一輸出盤匣傳感器168檢測出的那樣把下一個(gè)盤匣驅(qū)動到傳送器61的未端。平臺172再次上升以便把該盤匣抬離輸出傳送器61。
上面描述的處理盤匣的方法提供了特別的不操作任何傳送器系統(tǒng)47，57，60，61與盤匣滑動接觸的優(yōu)點(diǎn)。因而避免了由傳送器系統(tǒng)和盤匣之間的相對運(yùn)動而產(chǎn)生的磨損微粒。否則的話，這樣的磨損微粒會污染把紋理化作為其一部分的生產(chǎn)過程。而且還增加了傳送器傳送帶和盤匣的有效壽命，其中盤匣和傳送器傳送帶會連續(xù)用到與盤片紋理化工具37的各種其它移動部件相同的時(shí)間。
輸出傳送器61與輸入傳送器47并排延伸的結(jié)構(gòu)提供了把裝有經(jīng)過紋理化處理的盤片的輸出盤匣回送到與裝載輸入盤匣的位置臨近的位置的優(yōu)點(diǎn)。這使得必須裝入和卸出盤匣的個(gè)人能夠伺服工具37。并且在不增加沿著傳送器排列的工具37的長度的情況下增加了沿傳送器排列盤匣的額外空間。
前面對盤匣和盤片的移動的討論集中在激光紋理化工具37的右盤片處理設(shè)備38中的移動。這樣，在左盤片處理設(shè)備39不可用的情況下可以單獨(dú)使用上述盤匣和盤片的各種移動。例如，左盤片處理設(shè)備可能因技術(shù)問題，或者只是因?yàn)闆]有裝入盤匣而不能使用。而且，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例只有單獨(dú)一個(gè)以前面詳細(xì)描述的方式進(jìn)行操作的盤片處理工具。不管怎樣，在現(xiàn)在要參照圖5描述的本發(fā)明的最優(yōu)實(shí)施例的最優(yōu)操作方法中，右盤片處理設(shè)備38和左盤片處理設(shè)備39均以可選的方式被用來把要紋理化的盤片提供給激光紋理化設(shè)備40。
參照圖5，在本發(fā)明的最優(yōu)方案中，左盤片處理設(shè)備39的操作通常與右盤片處理設(shè)備38的操作相同，其中左盤片處理設(shè)備39中的裝置的各個(gè)單元是右盤片處理設(shè)備38中的對應(yīng)單元的鏡像配置。前面對右盤片處理設(shè)備38中的操作的討論同樣適用于左盤片處理設(shè)備39中的操作，其中沿箭頭50的方向的后向動作保持不變，沿箭頭102的方向的向內(nèi)動作在左盤片處理設(shè)備39中沿箭頭166的方向繼續(xù)指向激光紋理化工具37的中心。類似地，沿箭頭50的反方向的前向動作在左和右盤片處理設(shè)備38，39中方向相同，并且左盤片處理設(shè)備39中的向外動作與箭頭166的方向相反。
在激光紋理化設(shè)備40中，右穿梭鏡138和左穿梭鏡178一起被架在一個(gè)鏡架176上。利用通常參照圖9描述的方式操作的機(jī)械裝置，鏡架176以氣動方式進(jìn)行操作并且在一對機(jī)軸180上滑動。在鏡架176處于其向左的位置沿圖5所示的箭頭181的方向移動的情況下，從紅外激光器108的輸出導(dǎo)出并且通過能量控制光學(xué)模塊136的激光束被導(dǎo)向以上述方式被箝制在右盤片處理設(shè)備38的主軸86上的盤片49上面。鏡架176被任意地移動到一個(gè)向右的位置，使得通過能量控制光學(xué)模塊136的激光束從左穿梭鏡178反射，從而被導(dǎo)向被左盤片處理設(shè)備39的主軸184夾住的盤片182。通過這種方式，僅僅通過移動鏡架176，在盤片紋理化處理過程中使用的激光束即被導(dǎo)向右盤片處理設(shè)備38或左盤片處理設(shè)備39中的盤片。
雖然上面的討論描述的是使用具有兩個(gè)在兩個(gè)盤片處理設(shè)備38，39之間導(dǎo)引激光束的鏡子的滑動機(jī)械裝置，但是可以任意地把一個(gè)單獨(dú)的軸心(pivoting)鏡用于此目的。
前面已詳細(xì)描述的右盤片處理設(shè)備38的操作可以被認(rèn)為基本由中間插入紋理化循環(huán)的盤片移動循環(huán)構(gòu)成，其中各盤片移動循環(huán)由取放機(jī)械裝置71進(jìn)行的一個(gè)或兩個(gè)盤片的移動構(gòu)成，并且各紋理化循環(huán)由主軸86上的單獨(dú)一個(gè)盤片的移動構(gòu)成。當(dāng)有足夠的可以紋理化的盤片，從而允許盤片紋理化工具以滿容量工作的時(shí)候，右盤片處理設(shè)備38的各個(gè)盤片移動循環(huán)與左盤片處理設(shè)備39的一個(gè)紋理化循環(huán)同時(shí)進(jìn)行，并且左盤片處理設(shè)備39的各盤片移動循環(huán)與右盤片處理設(shè)備38的一個(gè)盤片紋理化循環(huán)同時(shí)進(jìn)行。通過這種方式，對通過激光紋理化工具37的可用紋理化處理的利用被最大化了，激光紋理化工具37的總處理速率也被最大化了。但是，當(dāng)盤片處理設(shè)備38，39的一個(gè)中沒有要被紋理化的盤片時(shí)，其它的盤片處理設(shè)備可以繼續(xù)滿速運(yùn)行。
參照圖5-7，本發(fā)明的一個(gè)最優(yōu)版本包括一個(gè)讀取在被放在平臺54上的盤匣48的一側(cè)上的條形碼標(biāo)簽(未示出)的條形碼掃描器186。為了使用這個(gè)功能，計(jì)算單元70執(zhí)行一個(gè)涉及由掃描器186讀取的條形碼的程序。通過讀取條形碼標(biāo)簽得到的數(shù)據(jù)可以被一個(gè)編號控制系統(tǒng)存儲和使用以便保持跟蹤工作過程。
本發(fā)明提供了優(yōu)化生產(chǎn)率和靈活性的優(yōu)點(diǎn)。在最優(yōu)操作模式下，盤片處理設(shè)備38，39被同時(shí)用來以上述方式對激光紋理化工具37的生產(chǎn)速率進(jìn)行最大化。激光108的使用被優(yōu)化了，并且在其它盤片處理設(shè)備中的盤片49，172被暴露在激光下面的同時(shí)在各盤片處理設(shè)備38，39中進(jìn)行各個(gè)盤片處理過程。分別使用盤片處理設(shè)備還提供了靈活性；如果盤片處理設(shè)備38，39中任意一個(gè)不能工作，則通過使用另一個(gè)盤片處理設(shè)備可以以降低的速率繼續(xù)生產(chǎn)。如果愿意，當(dāng)沒有足以使用兩個(gè)設(shè)備的未經(jīng)紋理化的盤片時(shí)，也可以使用單獨(dú)一個(gè)盤片處理設(shè)備38，39。
再次參照圖5和5B，前面的討論描述了一種使用激光束系統(tǒng)的盤片紋理化方法，該系統(tǒng)被手動調(diào)節(jié)為單獨(dú)光束135提供確定的總能量，并且平穩(wěn)通過分割單獨(dú)的光束135得到的兩個(gè)光束136m。通過提供比單獨(dú)光束135中必需的更多的激光能量并且接著把各光束136m調(diào)整到由一個(gè)定點(diǎn)定義的等級，可以任意設(shè)定激光束系統(tǒng)，使得各光束136m在調(diào)整過程中被對應(yīng)的液晶可變延遲器136b衰減。
而且，本發(fā)明的一個(gè)最優(yōu)方案包含初始調(diào)整激光束并維護(hù)該調(diào)整的自動裝置。
圖10是把單獨(dú)激光束136m中的能量調(diào)整并維護(hù)到一個(gè)定點(diǎn)等級上的子系統(tǒng)200的模塊圖。參照圖5B和10，前面已經(jīng)參照圖5B加以描述的激光束能量檢測器136j提供對子系統(tǒng)200的輸入，各檢測器測量單獨(dú)光束136m的能量。各檢測器136j的輸出被反饋到一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器202，并且兩個(gè)轉(zhuǎn)換器202的輸出被分別提供成針對一個(gè)微控制206的端口的12位輸入。程序和數(shù)據(jù)信息被存儲在微控制器206的一個(gè)隨機(jī)訪問存儲器207中。操作員通過一個(gè)鍵盤向微控制器206提供輸入，并且和程序信息通常通過一個(gè)磁盤209被加載到微控制器206之中。一個(gè)顯示單元210也被連接以便接收來自微控制器206的輸出。微控制器206的兩個(gè)輸出端口分別與數(shù)模轉(zhuǎn)換器212相連。數(shù)模轉(zhuǎn)換器212的輸出驅(qū)動函數(shù)發(fā)生器137的一個(gè)輸入，該發(fā)生器產(chǎn)生具有由所連接的數(shù)模轉(zhuǎn)換器212的輸出電壓確定的電壓的2KHz方波函數(shù)。正如前面參照圖5B所描述的，函數(shù)發(fā)生器137驅(qū)動可變衰減有關(guān)激光束136m的能量等級的一個(gè)液晶可變延遲器136b。
圖11是在微控制器206中執(zhí)行的程序的流圖。這個(gè)比如通過磁盤209被加載到處理器中的程序可以在教學(xué)模式，定點(diǎn)模式或運(yùn)行模式上工作。系統(tǒng)操作員確定系統(tǒng)所處的模式，并且通過鍵盤208(圖10所示)指示其選擇。從模塊218中的起點(diǎn)進(jìn)入各個(gè)模式。
參照圖5B，10和11，在使用模塊220中的肯定確定進(jìn)入的教學(xué)模式下，微控制器206讀取激光束136m的能量并且跳變驅(qū)動函數(shù)發(fā)生器137的電壓，該發(fā)生器驅(qū)動與被測量的激光束136m有關(guān)的液晶可變延遲器136b。在教學(xué)模式的第一階段中，執(zhí)行幾個(gè)初始化函數(shù)，并且在模塊222把一個(gè)教學(xué)模式屏幕送到顯示器210上，在模塊224把計(jì)數(shù)器清0，在模塊226把針對函數(shù)發(fā)生器137的輸出電壓等級設(shè)定到一個(gè)2.33mv的初值。
接著，進(jìn)入一個(gè)程序循環(huán)，在模塊228中以30ms(毫秒)的延遲為延遲器136b提供時(shí)間以便在模塊230中讀取激光束能量并且把讀數(shù)存儲在存儲器207中的表格內(nèi)之前保持穩(wěn)定。接著，在模塊232中驅(qū)動函數(shù)發(fā)生器137的電壓被增加2.33伏。在模塊236中確定計(jì)數(shù)器數(shù)值是否達(dá)到4096。這個(gè)示例性的數(shù)值表示確定教學(xué)模式被完成的預(yù)定等級。如果沒有達(dá)到該數(shù)值，則系統(tǒng)返回到模塊228重復(fù)測量激光束能量并增加驅(qū)動電壓等級的過程。每當(dāng)發(fā)生這種情況，所測量的驅(qū)動電壓和與之相關(guān)的驅(qū)動能量等級被存儲成在存儲器207中建立的查對表的對應(yīng)值。
正如在模塊236中所確定的，在達(dá)到教學(xué)模式的終點(diǎn)之后，在模塊238中進(jìn)一步確定操作員已經(jīng)選擇顯示一個(gè)能量對驅(qū)動電壓的圖形。正如在模塊238中的肯定確定所指示的。如果操作員選擇了該顯示，在模塊240把這樣的圖形顯示在顯示單元210上。在任一種情況下，在完成教學(xué)模式之后系統(tǒng)返回到起點(diǎn)218。
在通過判決模塊242的肯定確定進(jìn)入的定點(diǎn)模式下，操作員可以通過鍵盤208輸入期望的激光束能量定點(diǎn)值?？刂破鹘又鶕?jù)存儲在存儲器207中的查對表確定與該能量等級有關(guān)的驅(qū)動電壓。接著與該驅(qū)動電壓有關(guān)的12位編碼被發(fā)送到對應(yīng)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器212。操作員可以根據(jù)需要經(jīng)常執(zhí)行該命令，直到系統(tǒng)被適當(dāng)?shù)亟⑵饋怼?br> 這樣，當(dāng)顯示單元210上顯示出針對該模式的屏幕時(shí)，在模塊244進(jìn)入了定點(diǎn)模式。系統(tǒng)接著從判決模塊246循環(huán)等待操作員輸入一個(gè)定點(diǎn)值。當(dāng)輸入這樣一個(gè)值時(shí)，系統(tǒng)在模塊248找出與該定點(diǎn)值有關(guān)的驅(qū)動電壓。在模塊250該驅(qū)動電壓被加到函數(shù)發(fā)生器137上。在模塊252相應(yīng)激光束的能量被讀出，并且在模塊254把該讀數(shù)顯示在顯示單元210上。系統(tǒng)接著返回到起點(diǎn)218。
監(jiān)視模式被用來確定激光器108(圖5所示)的輸出能量隨時(shí)間的變化。這樣，正如在模塊256中的肯定確定所確定的，在進(jìn)入監(jiān)視模式之后，在模塊258啟動一個(gè)計(jì)時(shí)器。在模塊260讀取激光束能量等級，并且把該能量等級和計(jì)時(shí)器的產(chǎn)生該能量等級的時(shí)間存儲在一個(gè)能量表中。正如在模塊262中的肯定確定所指示的，以周期方式重復(fù)模塊260的測量和存儲函數(shù)直到達(dá)到預(yù)定的超時(shí)時(shí)間值。當(dāng)達(dá)到該超時(shí)條件時(shí)，計(jì)時(shí)器在模塊264停止。接著在模塊266確定操作員是否通過鍵盤208指示顯示說明激光束能量隨時(shí)間的變化的圖形。這樣，在模塊266中的肯定確定導(dǎo)致在模塊268中在顯示單元210上顯示這樣的圖形。
在運(yùn)行模式下完成激光紋理化工具(圖4所示)的普通操作。如模塊256中的否定確定所示，當(dāng)選擇運(yùn)行模式時(shí)，由于這時(shí)其它可能的選擇已被取消，所以系統(tǒng)被鎖定在前面通過定點(diǎn)模式中的操作確定出的激光束能量定點(diǎn)上。改變進(jìn)入函數(shù)發(fā)生器137的驅(qū)動電壓以便象相應(yīng)的能量檢測器136j所測量的那樣把相應(yīng)的激光束136m保持在定點(diǎn)能量附近。如果激光束能量在預(yù)定的限制值之外，則發(fā)出報(bào)警音，并且工具37被定在暫停模式。
在運(yùn)行模式下，系統(tǒng)在模塊272首先確定處理快門114(圖5所示)是否關(guān)閉。如果被關(guān)閉，則不能導(dǎo)出新數(shù)據(jù)，因而系統(tǒng)返回起點(diǎn)218并且不改變定點(diǎn)。如模塊272中的否定確定所示，如果快門未被關(guān)閉，則在模塊274用微控制器206確定的一個(gè)電壓驅(qū)動函數(shù)發(fā)生器137把前面一次通過該命令測量的激光能量校正到定點(diǎn)值上。(在第一次時(shí)，在定點(diǎn)模式中確定的定點(diǎn)電壓被用于此目的)。在教學(xué)模式中產(chǎn)生的查對表被用來確定調(diào)整多少驅(qū)動電壓以便返回到期望的激光束能量等級。接著，在模塊276讀取實(shí)際的激光束能量。為了繼續(xù)運(yùn)行系統(tǒng)，激光束能量必須在預(yù)定的限制值之內(nèi)。
如模塊278中的確定所示，如果能量過高，或者如模塊280中的確定所示，如果能量過低，在模塊281發(fā)出報(bào)警音，在模塊282在顯示單元210上顯示能量讀數(shù)和定點(diǎn)值，并且在模塊284把激光紋理化工具(圖4示出)定在暫停模式。從此，如模塊286的確定所示，在停止報(bào)警之前系統(tǒng)等待操作員按動復(fù)位開關(guān)。即使是停止了報(bào)警，生產(chǎn)仍然暫停，直到操作員作出糾正，從而使系統(tǒng)脫離暫停模式。
如果激光束能量處于預(yù)定限定值之內(nèi)，系統(tǒng)繼續(xù)執(zhí)行包括運(yùn)行模式序列和返回起點(diǎn)218的循環(huán)，并且在限定值的范圍內(nèi)通過改變驅(qū)動函數(shù)發(fā)生器137的電壓來校正激光束能量的偏差。
前面參照圖11的描述涉及程序被用于控制單獨(dú)激光束136m中的能量的情況。實(shí)際上在激光紋理化過程中要控制兩個(gè)這樣的光束136m。因而可以理解處理器206以運(yùn)行參照圖11討論的，針對兩個(gè)激光束136m的程序的多任務(wù)處理器的方式工作，其中通過兩個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器202提供數(shù)據(jù)，并且把數(shù)據(jù)提供給兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器212。
這里以某種具體程度在本發(fā)明的最優(yōu)形式或?qū)嵤├忻枋隽吮景l(fā)明，可以理解只是通過舉例的方式進(jìn)行了描述，并且在不偏離本發(fā)明的原則和范圍的情況下可以在結(jié)構(gòu)，裝配和使用的細(xì)節(jié)方面作出許多改變，其中包括部件的組合和排列。
權(quán)利要求
1.一個(gè)使用在通過調(diào)整激光束的可變衰減器的驅(qū)動信號控制上述激光束的能量等級的計(jì)算系統(tǒng)的處理器中可以執(zhí)行的代碼的過程，其中上述可變衰減器由上述計(jì)算系統(tǒng)控制，并且上述過程為上述計(jì)算系統(tǒng)的操作提供多個(gè)操作員可以選擇的模式，其中包括一個(gè)教學(xué)模式，其中在一些增量改變的等級上操作上述驅(qū)動信號，同時(shí)測量對應(yīng)的激光束能量等級，上述驅(qū)動信號的等級和對應(yīng)激光束能量等級被存儲在一個(gè)查對表中；一個(gè)定點(diǎn)模式，其中在一個(gè)等級上驅(qū)動上述衰減器以便與被提供作上述過程的輸入的激光束能量等級相對應(yīng)，其中該等級是在查對表內(nèi)確定出來的；以及一個(gè)運(yùn)行模式，其中把上述激光能量等級與一個(gè)預(yù)定能量等級反復(fù)比較，并且改變上述驅(qū)動信號使得上述激光束能量等級接近于上述預(yù)定能量等級。
2.如權(quán)利要求1所述的過程，其特征在于上述教學(xué)模式中的操作包含的步驟有(a)清除一個(gè)計(jì)數(shù)器；(b)把上述驅(qū)動信號設(shè)置到一個(gè)初始等級；(c)讀取上述激光束能量等級；(d)在一個(gè)查對表中存儲在上述步驟(c)中讀取的上述激光束能量的上述等級和在讀取上述激光束能量的上述等級時(shí)出現(xiàn)的上述驅(qū)動信號的上述等級；(e)以一個(gè)增量等級改變上述驅(qū)動信號；以及(f)以一個(gè)增量值改變上述計(jì)數(shù)器，其中重復(fù)執(zhí)行上述步驟(c)到(f)，直到上述計(jì)數(shù)器到達(dá)一個(gè)預(yù)定最大值。
3.如權(quán)利要求1所述的過程，其特征在于上述定點(diǎn)模式中的操作包含的步驟有(g)允許輸入一個(gè)激光束能量輸入值；(h)把上述驅(qū)動信號設(shè)到根據(jù)上述查對表確定的一個(gè)值上以便與上述激光束能量輸入值相對應(yīng)；(i)測量上述激光束能量的等級；以及(j)顯示在步驟(i)測量的上述激光束能量的上述等級。
4.如權(quán)利要求1所述的過程，其特征在于上述運(yùn)行模式中的操作包含的步驟有(k)把上述驅(qū)動信號設(shè)到根據(jù)上述查對表確定的一個(gè)值上以便與上述預(yù)定能量等級相對應(yīng)；(1)測量上述激光束能量的等級；以及(m)把上述驅(qū)動信號設(shè)置到一個(gè)確定出的校正值上以便把上述激光束能量移動到上述輸入等級，其中在上述激光束光源保持可操作狀態(tài)時(shí)反復(fù)執(zhí)行上述步驟(l)和(m)。
5.如權(quán)利要求4所述的過程，其特征在于上述運(yùn)行模式中的上述操作還包含的步驟有確定上述激光束能量是高于一個(gè)預(yù)定最大等級還是低于一個(gè)預(yù)定最小等級；在上述激光束能量高于上述預(yù)定最大等級或低于上述預(yù)定最小等級的情況下發(fā)出報(bào)警音并關(guān)閉產(chǎn)生上述激光束的系統(tǒng)。
6.如權(quán)利要求1所述的過程，其特征在于上述運(yùn)行模式的上述預(yù)定能量等級是被提供作為上述定點(diǎn)模式中的一個(gè)輸入的上述能量等級。
7.如權(quán)利要求1所述的過程，其特征在于上述查對表被用來確定如何把上述激光束能量等級提高到上述預(yù)定能量等級的上述近似值。
8.如權(quán)利要求1所述的過程，其特征在于上述操作員可以選擇的模式還包含一個(gè)顯示模式，其中在周期性地進(jìn)行激光束能量測量時(shí)在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)操作產(chǎn)生上述激光束的一個(gè)激光器。
9.如權(quán)利要求8所述的過程，其特征在于上述顯示模式操作包含的步驟有(o)啟動一個(gè)計(jì)時(shí)器；(p)測量上述激光束能量的值；及(q)重復(fù)上述步驟(p)直到上述計(jì)時(shí)器到達(dá)一個(gè)超時(shí)條件。
10.一個(gè)包含被編入其中的代碼的通過調(diào)整激光束的可變衰減器的驅(qū)動信號控制上述激光束的能量等級的計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其中上述可變衰減器由上述計(jì)算系統(tǒng)控制，并且上述代碼為計(jì)算系統(tǒng)的操作提供多個(gè)操作員可以選擇的模式，其中包括一個(gè)教學(xué)模式，其中在一些增量改變的等級上操作上述驅(qū)動信號，同時(shí)測量對應(yīng)的激光束能量等級，上述驅(qū)動信號的等級和對應(yīng)激光束能量等級被存儲在一個(gè)查對表中；一個(gè)定點(diǎn)模式，其中在一個(gè)等級上驅(qū)動上述衰減器以便與被提供作上述過程的輸入的激光束能量等級相對應(yīng)，其中該等級是在上述查對表內(nèi)確定出來的；一個(gè)運(yùn)行模式，其中把上述激光能量等級與一個(gè)預(yù)定能量等級反復(fù)比較，并且改變上述驅(qū)動信號使得上述激光束能量等級接近于上述預(yù)定能量等級。
11.如權(quán)利要求10所述的存儲介質(zhì)，其特征在于上述教學(xué)模式中的操作包含的步驟有(a)清除一個(gè)計(jì)數(shù)器；(b)把上述驅(qū)動信號設(shè)置到一個(gè)初始等級；(c)讀取上述激光束能量等級；(d)在一個(gè)查對表中存儲在上述步驟(c)中讀取的上述激光束能量的上述等級和在讀取上述激光束能量的上述等級時(shí)出現(xiàn)的上述驅(qū)動信號的上述等級；(e)以一個(gè)增量等級改變上述驅(qū)動信號；以及(f)以一個(gè)增量值改變上述計(jì)數(shù)器，其中重復(fù)執(zhí)行上述步驟(c)到(f)，直到上述計(jì)數(shù)器到達(dá)一個(gè)預(yù)定最大值。
12.如權(quán)利要求10所述的存儲介質(zhì)，其特征在于上述定點(diǎn)模式中的操作包含的步驟有(g)允許輸入一個(gè)激光束能量輸入值；(h)把上述驅(qū)動信號設(shè)到根據(jù)上述查對表確定的一個(gè)值上以便與上述激光束能量輸入值相對應(yīng)；(i)測量上述激光束能量的等級；(j)顯示在步驟(i)測量的上述激光束能量的上述等級。
13.如權(quán)利要求10所述的存儲介質(zhì)，其特征在于上述運(yùn)行模式中的操作包含的步驟有(k)把上述驅(qū)動信號設(shè)到根據(jù)上述查對表確定的一個(gè)值上以便與上述預(yù)定能量等級相對應(yīng)；(l)測量上述激光束能量的等級；(m)把上述驅(qū)動信號設(shè)置到一個(gè)確定出的校正值上以便把上述激光束能量移動到上述輸入等級，其中在上述激光束光源保持可操作狀態(tài)時(shí)反復(fù)執(zhí)行上述步驟(l)和(m)。
14.如權(quán)利要求13所述的存儲介質(zhì)，其特征在于上述運(yùn)行模式中的上述操作還包含的步驟有確定上述激光束能量是高于一個(gè)預(yù)定最大等級還是低于一個(gè)預(yù)定最小等級；在上述激光束能量高于上述預(yù)定最大等級或低于上述預(yù)定最小等級的情況下發(fā)出報(bào)警音并關(guān)閉產(chǎn)生上述激光束的系統(tǒng)。
15.如權(quán)利要求10所述的存儲介質(zhì)，其特征在于上述運(yùn)行模式的上述預(yù)定能量等級是被提供作為上述定點(diǎn)模式中的一個(gè)輸入的上述能量等級。
16.如權(quán)利要求10所述的存儲介質(zhì)，其特征在于上述查對表被用來確定如何把上述激光束能量等級提高到上述預(yù)定能量等級的上述近似值。
17.如權(quán)利要求10所述的存儲介質(zhì)，其特征在于上述操作員可以選擇的模式還包含一個(gè)顯示模式，其中在周期進(jìn)行激光束能量測量時(shí)在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)操作產(chǎn)生上述激光束的一個(gè)激光器。
18.如權(quán)利要求17所述的存儲介質(zhì)，其特征在于上述顯示模式包含的步驟有(o)啟動一個(gè)計(jì)時(shí)器；(p)測量上述激光束能量的值；(q)重復(fù)上述步驟(p)直到上述計(jì)時(shí)器到達(dá)一個(gè)超時(shí)條件。
全文摘要
一個(gè)盤片紋理化工具被用來在一個(gè)硬文件盤片的兩個(gè)面的環(huán)形部分中提供紋理化點(diǎn)。通過兩個(gè)盤片處理設(shè)備,盤片在盤匣中被移入和移出紋理化處理過程。一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)包含一個(gè)被把激光束分割成兩個(gè)具有近似的能量的激光束的分束器定向的激光器,這兩個(gè)激光束被通過一個(gè)能量控制光學(xué)模塊沿平行光路定向,從而同時(shí)照在要被紋理化的盤片的正反兩個(gè)面上。由一個(gè)程序控制這兩個(gè)束光的能量等級,該程序有一個(gè)教學(xué)模式,一個(gè)定點(diǎn)模式,及一個(gè)運(yùn)行模式。
文檔編號B05D3/06GK1175755SQ9711531
公開日1998年3月11日 申請日期1997年8月1日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月5日
發(fā)明者邁克爾·巴倫伯因, 比德·邁克爾·包姆加特, 比德·B·克拉什, 本尼·M·哈伯, 本杰明·卡尼, 比德·J·M·克斯騰, 洪·S·辛, 安德魯·譚青 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司