[發(fā)明專(zhuān)利]具有一個(gè)VCSEL光源陣列的用于印版的制圖像裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 02107176.4
• 申請(qǐng)日: 2002-03-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1375744A
• 公開(kāi)（公告）日: 2002-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 貝爾納德·拜爾;貝恩德·福斯勒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 海德堡印刷機(jī)械股份公司
• 主分類(lèi)號(hào): G03F7/20
• 分類(lèi)號(hào): G03F7/20;G02B27/00;G02B27/18
• 代理公司: 永新專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 曾立

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于在印版上制作圖像的裝置，具有一個(gè)VCSEL光源陣列和一個(gè)投影光具，用于在印版上產(chǎn)生(n×m)個(gè)像點(diǎn)，其中，n和m是自然數(shù)，n＞1，m≥1。

背景技術(shù)

在印版曝光器中或印刷裝置中的印版上制作圖像的時(shí)間主要通過(guò)可供使用的制圖像通道(Bebilderungskanal)的數(shù)量來(lái)確定。因此，典型的制圖像裝置具有多個(gè)光源，其中，至少一個(gè)光源與一個(gè)制圖像通道對(duì)應(yīng)配置。通過(guò)一個(gè)制圖像通道在印版的表面上投影一個(gè)像點(diǎn)，從而可以在印版上著落印制點(diǎn)。包含大量文章的文獻(xiàn)涉及到利用多束射線在印版上制作圖像。

例如在US?5,291,329中已公開(kāi)了一種用于錄像的裝置，其中，借助于一個(gè)投影光具，多個(gè)二維分布的激光源在一個(gè)錄制表面上投影，以生成多個(gè)像點(diǎn)。其中典型的是，激光源被安置在一個(gè)球形殼體的扇形區(qū)域上，使得每束激光的主射線通過(guò)投影光具的第一透鏡的焦點(diǎn)延伸。

為了達(dá)到像點(diǎn)之間的一個(gè)較小的間距，在US?5,995,475中描述了一種由具有單獨(dú)的視準(zhǔn)透鏡的個(gè)別多模激光二極管組成的二維陣列。該陣列被大大縮小地投影在成像介質(zhì)上。在此，投影光具包括用于使發(fā)散的激光光線形成光束形狀的變形光學(xué)元件。

這些制作圖像裝置的共同之處是，它們使用邊緣發(fā)射的二極管激光器用于產(chǎn)生激光射線。但邊緣發(fā)射的二極管激光器的缺點(diǎn)是，其激光射線具有大的發(fā)散角度和較強(qiáng)的像散性，因此使激光射線成束非常費(fèi)事，并且大多數(shù)情況下必須使用昂貴的光學(xué)透鏡系統(tǒng)。此外，邊緣發(fā)射的二極管激光器必須在功能測(cè)試之前首先被從晶片中折下并安裝好。這種制造程序其中一部分非常費(fèi)事，因此使生產(chǎn)利潤(rùn)降低并提高了激光器的造價(jià)。

傳統(tǒng)的半導(dǎo)體激光器是邊緣發(fā)射器，光的傳播垂直于pn結(jié)表面進(jìn)行，光垂直地從晶片的裂開(kāi)面中出來(lái)。而所謂的表面發(fā)射激光二極管(VCSEL激光二極管，Vertical-Cavity-Surface-Emitting-Laser)也是已知的，它們垂直于晶片表面發(fā)射，此時(shí)諧振器軸線平行于pn結(jié)表面。在關(guān)系到這些描述及本發(fā)明裝置時(shí)，可以把VCSEL光源理解為所有這樣的二極管激光器，其發(fā)射方向垂直于作用區(qū)。在此，可以特別涉及諧振器長(zhǎng)度小于作用區(qū)厚度的表面發(fā)射激光器、涉及諧振器整體加長(zhǎng)的表面發(fā)射激光器或者涉及具有一個(gè)外部的或一個(gè)耦合的諧振器的表面發(fā)射激光器(也被稱(chēng)為NECSELs)。此外，一個(gè)VCSEL光源可以是一個(gè)這樣的二極管激光器，其諧振器基本上平行于作用區(qū)并且設(shè)有一個(gè)衍射或反射的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)垂直于作用區(qū)輸出耦合激光射線。

通常對(duì)于VCSEL光源適合的是，諧振器的有效長(zhǎng)度可以非常短，典型地只有幾微米，并且為了得到小的閾電流要求高反射率的諧振腔反射鏡。表面發(fā)射的激光二極管，即VCSEL光源，具有許多有趣的特性。通過(guò)長(zhǎng)度通常在10微米以下的一個(gè)非常短的諧振器，獲得一個(gè)大的縱向模塊間距，此間距在激光閾的上方促進(jìn)單模發(fā)射。通過(guò)一個(gè)典型的直徑為6至8微米的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)諧振器獲得一個(gè)圓形的近場(chǎng)和通過(guò)相對(duì)大的直徑?jīng)Q定的小的光束發(fā)散度。此外，這種激光器的結(jié)構(gòu)形式允許將二維的VCSEL激光二極管陣列簡(jiǎn)單地整體集成。最后，這種激光器的測(cè)試可以在制成后直接在晶片上進(jìn)行。

表面發(fā)射的激光器的典型層式結(jié)構(gòu)是專(zhuān)業(yè)人員已知的，并且可以從相應(yīng)的文獻(xiàn)(例如見(jiàn)K.J.Ebeling的“Integriete?Optoelektronik”，1992年，柏林Springer出版社)。例如在EP?090?5?835?A1中說(shuō)明了一種可單獨(dú)尋址或控制的VCSEL光源的二維陣列。

但是典型的VCSEL光源只具有小的輸出功率。為了提高可達(dá)到的輸出功率和迫使基模中的激光震蕩，在US?5,838,715中公開(kāi)了一種用于VCSEL-層式結(jié)構(gòu)的特殊震蕩器形式。但上述形式的缺點(diǎn)首先是制造費(fèi)事。

在這樣的關(guān)系中值得提出的是，從文獻(xiàn)中也可以知道，為了生成一個(gè)強(qiáng)光束而將多個(gè)發(fā)射二極管發(fā)出的光通過(guò)相應(yīng)的投影光具會(huì)聚在一起。例如在US?5,793,783中已說(shuō)明的，如何將多個(gè)光源或一個(gè)陣列中的光源分陣列所發(fā)出的光會(huì)聚成一個(gè)重疊的焦點(diǎn)。

此外，在文獻(xiàn)中常見(jiàn)的是，例如US?5,477,259，可以由單個(gè)的分陣列模件組合成一個(gè)光源陣列。其中，典型地涉及一個(gè)列，即一維分布的激光二極管，這些列并排地固定在一個(gè)接納元件上，這樣就形成了一個(gè)二維的光源陣列。