专利名称：光扫描式超高速激光全息刻录机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于激光刻录机。具体说是一种光扫描式超高速激光全息刻录机。属于光机电一体化设备。
背景技术：
近几年市场上出现的激光全息刻录机其基本组成结构均为激光器、旋转分光系统、光刻聚焦镜头和记录介质四部分组成，且均是利用步进电机进行机械式移动记录介质进行逐点刻录的。但对于一幅动作较为复杂、分辨率稍高(1000dpi)、幅面为1平方英寸的具有多种动作的图像，用现有的激光全息刻录机需要连续不断地刻上整整4～5天才能完成(按平均刻录速率3点/秒计算)；现在尽管通过利用矢量式图形模式(格式)使记录速度有所加快，可以提高到平均刻录20点/秒，但也要刻上近一整天；可见对于信息量更大些的图像，现有的刻录机是无法完成的。
发明内容
本实用新型为一种光扫描式超高速激光全息刻录机，依次由激光器、光扫描系统、场镜、分光旋转系统、光刻聚焦镜头、记录介质及驱动系统等部分组成。其主要特征是与现有的激光全息刻录机相比，在分光旋转系统的前端，使用了场镜和光扫描系统。因此在制作方法上与现有方法相比也更为要复杂些，即先对所要刻录的图文用计算机进行化整为零的分割处理，即分解成一系列的子图(也称为宏块)，通过扫描装置对各子图逐个进行无惯性的高速光扫描输出及全息记录，并适时地通过光学与机械的方法进行子图的拼接，还原成整图，从而实现超高速激光全息刻录。通过此种方法记录速率可提高几百倍，达1000～2000点/秒。从而解决了刻信息量大的全息图像的难题。另外，若使用固体激光器，配上振镜或转镜，记录介质采用金属材料，可实现直接在金属表面进行全息雕刻的新技术。
此外与本技术发明人之一的先前的另一项且与此紧密相关的实用新型(专利号为ZL00246065.3)相比，此项技术更具有如下优点1 图像对比度大大提高了。液晶光阀(指STN型，以下相同)是对象素电极进行扫描加电压，实现各象素的开关，由于占空比的影响，其对比度仅为1∶5左右，且仅能斜的入射；而采用光扫描方法理论上其对比度可达1∶∞，可为垂直入射。
2.光刻速率更快。液晶光阀中的液晶对施加电压的响应速度(上沿、下沿之和)至少在100ms以上，加上曝光时间和静台稳定时间等，使光刻速率难以再进一步提高，而光扫描则可节省这些时间，从而速率要提高一个数量级。
3.对系统的稳定性要求更低。当用扩展光束照亮整个液晶光阀进行曝光，每次所需时间约为100ms左右，在此期间若光路系统中各元件的稳定性不够好，则所记录的全息光栅图像的亮度将受影响，而用光扫描方式每个象素的曝光时间至少要短三个数量级，约为0.1ms以下，因此对系统的稳定性几乎可以不考虑。
4.寿命更长。液晶光阀长期受紫光照射其性能将退化，而光扫描元件则不会。
5.适用面更广。液晶光阀对红外及紫外光能否起到光阀作用还是个未知数，至少对大功率的红外激光，由于其吸热效应，肯定会被烧穿，而光扫描元件的吸热率很低不至于被烧毁。
以下结合附图对本实用新型进一步说明。
图1.是本实用新型的激光全息刻录机光路原理图。
在
图1.中1.为激光器可以是气体的、固体的或是半导体材料的激光器，波长在可见或不可见范围(但要求时间相干性与空间相干性好，至少为单横模)；2.为扫描装置可以是振镜系统、转镜系统或声光调制偏转系统，受计算机控制；
3.为场镜；扫描偏转光点位于此场镜的前焦点上；4.为分光系统可为机刻或全息低频光栅(可以是透射型的、也可为反射型的)，也可以是声光调制分光光栅，它们被固定于能快速转动的电机上，且由计算机控制其转角；分光镜应尽量靠近场镜；5.为光刻聚焦镜头要求具有大的数值孔径，平场；它将扫描在分光镜上的光点成像在其后面的记录介质表面上；6.为激光全息记录介质及驱动系统可以是银盐、光敏聚合物、光致抗蚀剂、重铬酸盐明胶、光导热塑及相变型膜系材料涂于平板上，也可以是抛光的金属平面(或曲面)，再由计算机控制它们作二维运动。
具体实施方式
在
图1.中由激光器(1)在计算机控制下所发射的激光脉冲射到扫描镜(2)上，并在计算机控制下，光点在场镜(3)上或其附近的分光镜(4)上作二维逐点逐行扫描，将整图拆分为几个边长相等的子图，所成的子图像，我们称之为“宏块”；同时，分光镜也在计算机的控制下，适时地旋转，旋转角度的大小依据图像的编排要求来确定。激光束经过分光镜后成为多束(对于正弦槽型的分光光栅仅为三束，即0级和正负1级)，此处仅取正负1级两束，然后经过光刻聚焦镜头(5)聚焦，两束光在记录介质(6)表面相遇，产生干涉条纹即全息光栅。在还原时，再将“宏块”拼接成原来的整图，拼接的过程是由记录介质作二维运动实现的，移动步长等于该宏块的边长值，而“宏块”则是由扫描点来实现的，每个扫描点则是由方位角不同(甚至空间频率也可以各异)的光栅组成的。因此整幅图像是由复杂的全息光栅集成的。
权利要求1.一种光扫描式超高速激光全息刻录机，依次由激光器、光扫描系统、场镜、分光旋转系统、光刻聚焦镜头、记录介质及驱动系统等部分组成；其主要特征是在激光器与分光旋转系统之间安装了光扫描系统和场镜。
2 根据权利要求1所述的光扫描式激光全息刻录机，其特征是使用固体激光器，配上振镜或转镜，记录介质采用金属材料，可实现直接在金属表面进行全息雕刻。
专利摘要一种光扫描式超高速激光全息刻录机，由激光器、光扫描系统、场镜、分光系统、聚焦成像透镜、激光全息记录介质等组成。光扫描系统安装在场镜与激光器之间，由计算机控制激光束的偏转，在场镜附近的分光镜上扫描。本实用新型具有超高分辨率、超高速、极大缩短制作周期、适用范围广、寿命长等特点；特别适合在金属表面进行大面积快速雕刻全息图文的场合。
文档编号G03F7/00GK2629068SQ0223737
公开日2004年7月28日 申请日期2002年6月26日 优先权日2002年6月26日
发明者易晗, 易联招 申请人:易晗, 易联招