[發明專利]一種并行密集多通道聲光調制裝置

無效

• 申請號: 200910098010.2
• 申請日: 2009-04-23
• 公開（公告）號: CN101556378A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發明（設計）人: 唐暉;李九生;李向軍
• 申請（專利權）人: 杭州數騰科技有限公司
• 主分類號: G02F1/11
• 分類號: G02F1/11
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及激光介質成像技術領域，尤其涉及一種并行密集多通道聲光調制裝置。

背景技術

傳統激光介質成像技術使用高敏感讀的介質，如銀鹽膠片等，激光能量密度數量級在幾個uJ/cm^-2，主要應用在激光照排，光繪，打印等領域，成像裝置結構有絞盤式，內鼓式和外鼓式等幾種結構。絞盤式結構最為簡單，它的主掃描采用轉鏡掃描(也有用振鏡的)，膠片通過幾個傳動輥帶動。外鼓式結構是將膠片用真空吸附在旋轉的外圓滾筒上，然后裝有激光掃描裝置的小車慢慢移動，在膠片上象刻螺紋那樣掃描出圖文。內鼓式結構集中了外鼓式照排機和絞盤式照排機的特點。它主要由Ω形的內鼓和高速旋轉的掃描馬達組成。膠片通過真空吸附在滾筒的內表面上，激光沿著滾筒的軸心射向高速旋轉的反射鏡。同時，反射鏡一邊旋轉一邊慢慢的沿著軸心移動，如同刻內螺紋那樣掃描出圖文。從對以上激光介質成像結構我們可以分析出在同樣的機械加工條件下，外鼓式結構具有最高的精度。而且外鼓式結構容易實現多路激光掃描，大大提高成像速度。

在現有的激光多路掃描技術中常用的有光纖合成技術、聲光頻分調制(AOFM)技術和聲光時分調制(AOTM)。光纖合成技術是用多路光纖并排在一起并用成像物鏡成像在外鼓上，每根光纖和激光二級管的耦合效率都各不相同，需要獨立調節以避免各個光點的不一致，且為了減小發散角，激光較低要求功率。在很多路光纖并排時，整個系統龐大而復雜，很難實現64路以上掃描。聲光頻分調制(AOFM)技術利用不同的超聲產生不同偏轉角衍射光的原理，通過聲光調制器將一束入射光調制成幾束衍射光以實現多路掃描的目的。輸出光的路數受到超聲換能器的頻帶寬度限制不能太多，一般僅能達到32路。聲光時分調制(AOTM)也可實現多路掃描，即先將激光聚焦成一束平行的扁光，再對超聲波進行分時的調制。當包含N路調制信號的一幀串行超聲波從側面正好通過平行扁光的時候，光路上的一個快門打開一瞬間曝光一次。這種調制方式對于光能的利用率較低，而且它也受限于聲光調制器的中心頻率，但它可以達到同時掃描得到48路激光。

以上三種常用的外鼓式多路激光掃描介質成像技術，不但掃描路數受到限制，而且很難應用于低敏感介質的激光掃描成像，如CTP技術中的熱敏版成像。熱敏版成像需要很高的能量密度，達到150mJ/cm^-2以上，激光器輸出功率通常在40W以上。使用單束激光的聲光頻分調制技術時，晶體會因中心激光能量過于集中的損壞。聲光時分調制由于快門的限制使光功率很難達到要求。光纖合成技術也存在輸出光束散射角大，一致性差的問題。且掃描調制都不能超過64路。

并行多通道聲光調制可以有效克服串行調制速度受限的問題，并可以降低調制帶寬，極大地提高器件的線性特性。并行多通道聲光調制器的基本結構是塊較大的壓電換能器晶片鍵合到一塊聲光晶體上，金屬鍵合層同時也作為換能器的底電極。頂電極包含有許多條蒸鍍到換能器上的叉形交錯電極，每一對電極將確定提供一路調幅射頻源激勵，確定一個獨立的調制通道。這樣當光束通過該多通道聲光調制器時，將獨立地調制出一系列的衍射光。

為了增加調制路數，需要設計聲光晶體尺寸，達到較少渡越時間和合理的衍射角度。同時減小電極的寬度并設計合理的電極引出結構，以減小相鄰通道間的電串擾和聲串音。隨著固體激光器和微加工技術的發展，我們已經研制出可以并行調制256以上激光束的基于聲光空分復用調制原理的并行密集多通道聲光調制裝置。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種并行密集多通道聲光調制裝置。

用于激光介質成像的高功率密集多通道聲光調制裝置是在同一裝置光軸上依次設有激光條、快軸準直柱面鏡、慢軸準直柱面鏡、聚焦透鏡、場鏡、聲光調制晶體、遮光板、成像透鏡組、成像介質，聲光調制晶體上側同一晶體光軸方向設有插錯型超聲換能器，聲光調制晶體下側同一晶體光軸方向設有超聲吸收端。

所述的聲光調制晶體的晶體光軸可與裝置光軸光路重合或成10～15度角。遮光板為中心透光的遮光板、兩側不透光的遮光板或中心不透光且兩側透光的遮光板。

本發明可工作在Raman-Nath衍射模式下和Bragg衍射模式下，提供10∶1和1000∶1兩種消光比。既適合CTP中熱敏版成像等需要高輸出功率的激光介質成像，又適合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成像場合。本發明可提供高功率輸出和低功率，密集多通道，光束一致性好，光路平行易于進一步準直聚焦，使該調制陣列很好應用于CTP、激光照排及激光光繪系統中。