專利名稱：蝕刻圓筒形模板的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蝕刻圓筒形模板的方法，以及一種實現(xiàn)該方法所用的裝置。
制造圓筒形模板常用的原始材料為一金屬空心圓筒，在其外表面上薄薄地敷上一層有機漆，形成極小的壁厚。該金屬空心圓筒上開有許多微小的緊密地相鄰排列著的通孔，為有機漆密封地蓋住。為了生成圖象，作為金屬屏使用的金屬空心圓筒的兩端被夾緊在一類似車床的裝置上，并被驅(qū)動使它能準確地旋轉(zhuǎn)。有與空心圓筒長軸平行導(dǎo)向的激光束，該激光束被一個可沿該軸平行方向移動的偏轉(zhuǎn)鏡偏轉(zhuǎn)后最后垂直射向空心圓筒的包覆面。該激光束在用透鏡裝置聚焦后能使直徑很小的焦點準確地落在圓筒的包覆面上。當激光束被激發(fā)時，在空心圓筒包覆面上與預(yù)定圖象相應(yīng)的那些部分的有機漆通過汽化被蝕刻掉;其時一方面激光束沿著空心圓筒的軸向移動，另一方面空心圓筒自身則可旋轉(zhuǎn)。在有機漆被蝕刻去的小區(qū)(也可稱為圖形小區(qū))內(nèi)，空心圓筒上的通孔于是就開通了，因此在下一階段，就可用稠性的色劑例如印刷油墨，加壓使它通過這些通孔。
為了產(chǎn)生激光束，常用氣體功率激光器，一般以二氧化碳作為激光介質(zhì)。當這樣一個氣體激光器被消除激勵時，根據(jù)去激時間的長短，可以得到不同的激光輻射能量進程。在這種情況下，去激時間的長短主要與激光氣體的成份有關(guān)。當去激時間選擇得不適當時，由此常會給圖象帶來不能滿足現(xiàn)行對清晰度要求的蝕刻邊緣構(gòu)造。
在另一方面，用來蝕刻漆層的激光輻射能量通常總是選用得比漆層汽化所需能量要稍大一點。多余的輻射能量總是要被漆層下面的金屬屏面反射回來。這將導(dǎo)致該氣體激光器不再能可靠地接通或關(guān)斷。
在大多數(shù)情況下，具有適當功率的二氧化碳激光器是用直流電場或交流電場來激發(fā)的。采用直流電激發(fā)時，電極被放在氣流中，用一幾千伏的直流電壓激發(fā)或消除激勵迫使激光束發(fā)射出來。采用交流電激發(fā)時，電極被放在包圍著氣流的玻璃管的外面并與氣流平行，所產(chǎn)生的電場透過玻璃管壁、與玻璃管的軸線垂直，所采用的頻率從幾百千赫茲到50兆赫茲。
這種激光蝕刻法的前提是激光氣體能將能量儲存在亞穩(wěn)水平上;但在另一方面帶來的缺點是即使在用電激發(fā)法去激后，在激光氣體內(nèi)的潛能仍會留下來儲存著，因此，特別是在目前這種情況下，即使在用電激發(fā)法去激后，從金屬圓筒表面反射回來的殘余輻射能仍會使能量從亞穩(wěn)水平上釋放，以致激光束去激極不均勻，結(jié)果只能得到很不精密的蝕刻邊緣。
另外，即使在激光的電激發(fā)期間，即在電激發(fā)的時間間隔內(nèi)，上面提到的往回反射也會導(dǎo)致激光輻射產(chǎn)生過分高而極其短的脈沖功率，這在某些情況下能使金屬屏面受到損壞。更有甚者，由聚焦激光束生成的蝕刻線的寬度還會產(chǎn)生脈動性的變化。這些現(xiàn)象不僅有損于蝕刻的質(zhì)量，并且還有損于基片的強度，因此希能加以防止。
本發(fā)明的目的就是要進一步發(fā)展上述那種蝕刻圓筒形模板的方法，以便就質(zhì)量言，能夠得到更好的圖象，特別是具有更清晰的蝕刻邊緣。本發(fā)明還有一個目的是要提供一種能實現(xiàn)該方法的合適的裝置。
本發(fā)明創(chuàng)造的一種蝕刻圓筒形模板的方法是用激光束分別按照預(yù)定的圖形小區(qū)蝕刻敷設(shè)在一空心圓筒形的旋轉(zhuǎn)的金屬屏上的漆層，其特出之點在于-漆層的蝕刻是在各個圖形小區(qū)內(nèi)進行的，其時激光束被不斷激發(fā)，-激光束在到達各個圖形小區(qū)的終端時迅即在12微秒到30微秒的時間間隔內(nèi)被消除激勵，-在金屬屏上往回反射進入激光束通路的輻射被耦合后輸出到激光束通路之外。
事實已經(jīng)表明，綜合采用上面這些措施，形成的圖象就可具有非常清晰的邊緣構(gòu)造或非常精密的蝕刻邊緣，但也要旋轉(zhuǎn)的金屬屏的表面速度選用得恰當，該值當大于或等于2米/秒，最大為12到13米/秒。這樣，由于激光束在圖形小區(qū)內(nèi)不斷被激發(fā)，能量完全可以做到穩(wěn)定，因此當激光束在圖形構(gòu)造的周邊上消除激勵時，能量總能從其峰值下落，這將導(dǎo)致更為急劇的能量轉(zhuǎn)移和由此而產(chǎn)生的更為清晰的邊緣構(gòu)造。短暫到12微秒到30微秒范圍內(nèi)的去激時間間隔在另一方面也可保證激光束的能量極快地降落，而適當?shù)剡x用空心圓筒形金屬屏的轉(zhuǎn)速可使具有不良影響的構(gòu)造上的模糊不再發(fā)生。由于金屬圓筒上往回反射的輻射被耦合后輸出，使激光束有可能可靠地消除激勵，這一點同樣也可使蝕刻邊緣改善。
激光束的去激時間間隔可以用適當?shù)姆绞筋A(yù)先設(shè)定，具體點說就是采用改變激光氣體成分的辦法。就二氧化碳激光器而言，牽涉到的氣體成分有CO2，N2和He。如果選用14%CO2，18%N2和68%He的組成，那么可以得到一個較慢的氣體混合物，其去激時間間隔在100%的激光功率時是在25微秒到30微秒的范圍內(nèi)。在另一方面，一個較快的氣體混合物可由16%CO2，4%N2和80%He組成，在65%的激光功率時其去激時間間隔是在12微秒到15微秒的范圍內(nèi)。
按照本發(fā)明的一個極有效的實施例，激光束可在到達各個圖形小區(qū)終端之前就進行去激，提高的時間取決于其去激時間間隔。采用這種方法，蝕刻邊緣可能要縮回少許，但這是有利的，特別是當去激時間間隔較長時更是如此，為的是要用這種方式使按照預(yù)定圖象連貫蝕刻的各圖形小區(qū)之間保持一定的間距，因為在一般情況下，激發(fā)時間間隔只占去激時間間隔的一小部分，否則的話，各連貫的圖形小區(qū)相互之間將排列得過于緊密。采用這種方法也可使圖象的質(zhì)量顯著改善。
按照本發(fā)明的另一個有效的實施例，功率最好約為1千瓦的激光束首先被線極化以便將往回反射的輻射耦合輸出，然后經(jīng)過另一個極化濾波器，再分解成為例如兩個同等大小、互相垂直的光束分量，該兩分量的相位偏移到彼此相差90度角，然后再照射到漆層上。在按照本發(fā)明進行的蝕刻方法中最好采用一種激光裝置使激光束在離開激光器時就已被線極化并在此狀態(tài)下進入另一個波束制導(dǎo)器。在所說波束制導(dǎo)器內(nèi)，增設(shè)一個極化器可使朝向加工部位、已被線極化的輻射直接送到該部位上或偏轉(zhuǎn)到該部位上，這要看該極化器的構(gòu)造型式而定。由于在加工部位上往回反射的輻射要被這個極化器(分析器)阻攔使它不能重新進入激光器諧振腔內(nèi)，因而在激光束隨后的過程中設(shè)有移相系統(tǒng)，每次通過時該系統(tǒng)將已被線極化的激光輻射中兩個差不多同等大小、互相垂直的光束分量的相位相互間移動四分之一波長。另外，極化器的設(shè)立涉及從激光器發(fā)出指向加工部位的輻射的光束方向和極化平面位置，極化器在空間內(nèi)的位置應(yīng)選擇得使該輻射在馳向加工部位時盡可能不會發(fā)生衰減。上面最后這個條件并且適用于該器件的所有跟在后面的組件，也適用于那些參與向前傳遞或輸送激光輻射的移相器的組件。當采用由介電薄層堆積成的組件時上面這些要求可以特別好地得到滿足。這些組件不管是用于極化的還是用于傳送和反射的都可專門制造。它們的優(yōu)點是當它們參照輻射投入的方向和極化方向，被設(shè)立在正確的空間位置時，傳送和反射都可完成得很好。
在極化器后面存在的移相系統(tǒng)包括多個具有不同層次構(gòu)造的偏轉(zhuǎn)鏡。該系統(tǒng)第一個偏轉(zhuǎn)鏡是這樣設(shè)置的，使由光束方向和反射面的法線方向組成的投入平面與激光束極化平面之間形成一個一定的最好為45度的方位角。這樣，極化方向上的激光束就可分解為一個與投入平面平行的光波(P波)和一個垂直于投入平面的光波(S波)。由于各個薄層的厚度不同，因此在偏轉(zhuǎn)鏡上反射時P波和S波的相移也就不同。在一實施例中，采用一個四分之一郎姆達(λ)鏡(或稱四分之一波鏡)與三個零度鏡組合。當從四分之一波鏡上反射時，P波對S波的相移就時間言為一90度的相位角，即四分之一的波長。而當從零度鏡上反射時，在P波與S波之間絕對不會發(fā)生相移。至于零度鏡和四分之一波鏡設(shè)置時在幾乎上的或構(gòu)造上的順序則是無關(guān)緊要的。四分之一波鏡也可用兩個八分之一波鏡來代替，該兩鏡于是在每一鏡上將上面所說的兩個波列作出八分之一波長的相對相移，這樣，就能得到總的相移仍為四分之一波長。
移相器可以從線極化激光束生成圓的或可能是橢圓的極化激光束。后者通過另外的、數(shù)目可任意選下的零度反射鏡，導(dǎo)向要蝕刻的模板面并在那里用一光學(xué)系統(tǒng)聚焦。一個可能從金屬表面上垂直地往回反射的光束將再一次進入到移相器內(nèi)，在那里在向后的方向上通過移相器時，P波對S波會再一次發(fā)生90度相位角或四分之一波長的相移。結(jié)果產(chǎn)生180度的相移，使往回走的光束再一次被線極化，同時其極化平面與走向加工部位的光束的極化平面比較，被旋轉(zhuǎn)了90度。具有這種極化方向的光束現(xiàn)在不再能從極化器返回到激光器，而是被極化器偏轉(zhuǎn)了，因此可以防止它進入激光器的諧振腔。
按照本發(fā)明的另一個實施例，移相器或使振動平面旋轉(zhuǎn)的器件還可以在光束通路上設(shè)置一塊按布魯斯特角(Brewsterangle)安排并具有高折射指數(shù)的平面介電板，以及一塊雙折射小晶片。
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明詳加說明。在附圖中

圖1為激光蝕刻裝置的總的透視圖，圖2為與圖1相似的裝置的平面圖，圖3示出按照第一實施例的裝置帶有的移相器，圖4示出按照第二實施例的裝置帶有的移相器。
圖1所示按照本發(fā)明的裝置具有一個功率激光器1，在本例中為二氧化碳激光器，該器通過出口2發(fā)射出一支激光束4，照射在第一偏轉(zhuǎn)鏡3上，并在垂直方向上被線極化。由于第一偏轉(zhuǎn)鏡3，激光束4被偏轉(zhuǎn)90度，并且在通過一個移相器之后，照射在第二偏轉(zhuǎn)鏡5上，為的是再一次被偏轉(zhuǎn)90度，因此它現(xiàn)在行走的方向恰好與它原來的方向相反。由于采用第三偏轉(zhuǎn)鏡6，激光束4又被偏轉(zhuǎn)90度，并且特定地指向功率激光器1的方向。在本例中，激光束4在經(jīng)過第三偏轉(zhuǎn)鏡6后被一光學(xué)聚焦系統(tǒng)聚焦，在本例中是用透鏡7，聚焦后使其焦點落在空心圓筒8的外包覆面上，在該圓筒上薄薄地包覆著一層有機漆?？招膱A筒8上具有一層極薄并均勻穿孔的金屬篩網(wǎng)，圓筒本身被夾持在兩個可以旋轉(zhuǎn)地安裝著的錐形短柱9和10上。錐形短柱9被圖上未畫出的驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動，在頭座11內(nèi)旋轉(zhuǎn)。錐形短柱10也是可以旋轉(zhuǎn)地安裝著的，在這里是裝在尾座12內(nèi)。尾座12可以在導(dǎo)軌13上沿空心圓筒軸線14的方向抵壓空心圓筒8;在本例中，是將空心圓筒8抵壓在錐形短柱9上。由于這樣造成的摩擦接觸，使空心圓筒8和錐形短柱10可以被錐形短柱9的旋轉(zhuǎn)運動帶動。由于錐形短柱10是在尾座12的滾珠軸承上旋轉(zhuǎn)，只有極低的摩擦阻力需要克服，并且由于錐形短柱9驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的速率非常穩(wěn)定，所以在空心圓筒8與錐形短柱9和10之間只須很低的軸向力就足夠驅(qū)動空心圓筒8以錐形短柱9的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)而不打滑。
第三偏轉(zhuǎn)鏡6和透鏡7裝在一個可沿空心圓筒14的軸線方向移動的加工臺15(拖板)上。更精確地說，在加工臺15上載有橫滑座16，在其上裝有第三偏轉(zhuǎn)鏡6和透鏡7。利用橫滑座16有可能對透鏡7生成的焦點作精密的徑向調(diào)準使它落在空心圓筒8的表面上。采用心軸17使加工臺15在空心圓筒14的軸線方向上沿導(dǎo)桿18移動同時如本例空心圓筒又進行旋轉(zhuǎn)時，那么聚焦的激光束將在空心圓筒8的表面上走出一條螺旋線的軌跡。心軸17的驅(qū)動是用步進電機19來實現(xiàn)的。為了對功率激光器1發(fā)出的激光束4進行激發(fā)和消除激勵，并為了對步進電機19進行步進控制，需要在任何時候都能知道空心圓筒8的精確的旋轉(zhuǎn)位置。為此設(shè)有一個與錐形短柱9的軸連接的旋轉(zhuǎn)位置譯碼器20，該譯碼器20在空心圓筒8旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)能發(fā)出幾千個脈沖以便確定其旋轉(zhuǎn)位置。借助于所確定的空心圓筒8的旋轉(zhuǎn)位置和加工臺15的位置，就可編址送入電子存儲器，在那里早已存儲好要求制出的圖象。編址送入的值可以指出在該相應(yīng)位置上空心圓筒8上的漆層要不要進行蝕刻，亦即激光器1要不要激發(fā)。電子存儲器位在控制裝置21之內(nèi)，該裝置通過三條線22，23和24分別與激光器1、步進電機19和旋轉(zhuǎn)位置譯碼器連接。
如同上面已經(jīng)提過的，在第一偏轉(zhuǎn)鏡3與第二偏轉(zhuǎn)鏡5之間設(shè)有標號為25的移相器。該移相器25裝在將兩個立柱26，27互相連接起來的橫梁28上;在本例中，立柱26，27分別裝上偏轉(zhuǎn)鏡3和5。在立柱27上還裝有兩個光束收集器29，30，該收集器將在下面作較詳細的說明。另外，移相器25外貌為一殼體31，在其內(nèi)設(shè)有四個另外的偏轉(zhuǎn)鏡32，33，其細節(jié)同樣將在下面給出。在殼體31的兩個對邊上設(shè)有通孔34以便通過光束。
圖2示出一種類似圖1、用來蝕刻圓筒形模板的裝置，但在本例中加工臺15是在空心圓筒8面向激光器1的那一邊被導(dǎo)行。在本例中與圖1相同的元件用同一標號標出，不再另外說明。
按照圖2，前面提到過的控制裝置21上可以看到設(shè)定用的設(shè)施40，例如數(shù)個適用的按鈕41，以便在合理操作時預(yù)先設(shè)定在功率激光器1內(nèi)所要充填的氣體組成，該組成與激光束4所需的去激時間間隔有關(guān)。合適的計量閥42，43，44在本例中可作為按鈕動作的函數(shù)而被直接控制，以便在各該情況下從容器45，46，47通過管路系統(tǒng)48將CO2，N2和He供應(yīng)給激光器1。為了這個目的，控制裝置21通過電線49，50，51分別與計量閥42，43，44連接。
圖3示出在金屬圓筒8上往回反射的激光輻射被耦合輸出的原理。在本例中，如同已經(jīng)提到過的，激光器1所產(chǎn)生的激光束已被在垂直方向上線極化;在圖3所示的本例中，垂直方向用標號35標出。利用一套偏轉(zhuǎn)鏡系統(tǒng)36，激光束4的極化在激光器1的諧振腔內(nèi)被保存下來。為了這個目的，作為例子來說，這些偏轉(zhuǎn)鏡的表面是由金子構(gòu)成;在本例中，有兩個這樣的鏡子被設(shè)置得與光束方向成45度角。金子對S波的反射率要比對P波的略高。由于這個原故，S波在激光器的諧振腔內(nèi)受到偏愛。這一點足夠使2處發(fā)出的激光束4基本上處于在垂直方向極化的狀態(tài)。激光束4于是照射在偏轉(zhuǎn)鏡3上，該鏡被設(shè)計為薄層極化器。正如剛才說過的，激光束4有一基本上是垂直的極化方向，因此對薄層極化器3的投射平面來說只有S分量照射在其上，而該S分量絕大部分為該極化器反射出去，極少能透過去?？紤]到由于功率激光器仍然有可能發(fā)出雖然是很小的P輻射分量，為了安全起見所以設(shè)置了光束收信器30。
薄層極化器3具有七到九個介電層，交替地由具有低折射指數(shù)(例如n＝1.5)的材料和具有高折射指數(shù)(例如n＝2.4)的材料構(gòu)成。各該單層的厚度是在使斜向經(jīng)過這些薄層的光波的有效光學(xué)路徑長度等于四分之一波長的條件下選定的。當激光波長為10.6微米、激光束以45度的投射方向投到該極化器3的表面上時，對于折射指數(shù)為2.4的材料，這相當于1.06微米的厚度;對于折射指數(shù)為1.5的材料，相當于1.56微米的厚度。采用這種層次構(gòu)造，極化輻射的S分量幾乎可以有99.8%被反射出來，而該輻射的P分量則有差不多同樣的比例可以透過去。在該極化裝置的所在位置上，應(yīng)該注意到由于極化器3在空間中的安排，由激光器發(fā)出的投到極化器3投射平面上的激光輻射幾乎全是S分量。就是這個輻射幾乎全部地被反射出來，并以同樣大的比例引向移相器25。在這里，激光輻射照射在第一偏轉(zhuǎn)鏡32上，該鏡在空間內(nèi)的布置可使激光束4投射在這新存在的投射平面上時具有相等大小的P分量和S分量，但該第一偏轉(zhuǎn)鏡32具有另外一種性質(zhì)可使P波與S波之間不會發(fā)生相對的時間上的遲延。這一點同樣適用于裝在移相器25內(nèi)的其他兩個偏轉(zhuǎn)鏡32。正像涉及極化器3時已經(jīng)說明過的，這些偏轉(zhuǎn)鏡32具有很高的反射率。在這里同樣如此，由于采用介電薄層的多層組合、每一層又各具有精密確定的厚度，可以得到很高的反射率及在激光輻射P分量和S分量之間的零相移。
就介電多層的厚度而言，偏轉(zhuǎn)鏡33的設(shè)計就是另外一個樣子，它可使激光束4中的P分量與S分量之間產(chǎn)生相對的相位偏移，其量為90度，相當四分之一波長。薄層的數(shù)目總是要如此選定，使每一單層反射和透過的波綜合起來結(jié)果能產(chǎn)生很高的反射率。對偏轉(zhuǎn)鏡32和33兩者而言，可能選用一個金屬層，特別是作為最后一個反射面。如果偏轉(zhuǎn)鏡的基體也是由金屬構(gòu)成的，還有一個好處就是能夠散去大量的熱。
從移相器25出來的激光束4成為一個圓形的極化光束然后通過光學(xué)聚焦系統(tǒng)7照射在要蝕刻的模板上。如業(yè)已說明的，該模板具有一層薄的漆層8a，其下則為薄壁金屬圓筒8。漆層8a被激光束4汽化，在其間消耗了輻射能。但因為要對漆層8a進行可靠的蝕刻，總是應(yīng)該比蝕刻絕對所需能量準備好更多的輻射能，一部分多余的輻射能就會沖擊在金屬表面上，其中絕大部分會被金屬表面反射回來，因為該表面具有很高的反射率。由于表面上微小的不平，使輻射被散射開來，以致反射回來的輻射不再能與原來的光束方向吻合在一條線上，這對完善地完成蝕刻是無關(guān)緊要的。但那部分與光束原來方向精確吻合的光束分量會重新通過移相器25。首先需要說明從一金屬表面精確地以垂直方向反射回來的輻射在原來的P分量和S分量之間是不會發(fā)生什么相位偏移的，這就是說，即使當多余的輻射返回到移相器25內(nèi)的偏轉(zhuǎn)鏡32時，原來存在的90度相移仍還維持不變。在這種情況下，一個具有同樣瞬時方向和大小的90度的相移再一次被偏轉(zhuǎn)鏡33促成了?，F(xiàn)在繼續(xù)返回的激光輻射在其P分量與S分量之間將有一個總額為180度的相移。這就是說該輻射又一次被線極化并將極化平面相對于其原來位置轉(zhuǎn)過一個90度角。返回光束在離開移相器25時變?yōu)榇怪庇诩す馄髟瓉戆l(fā)出輻射的極化平面。因此對薄層極化器3的投射平面來說返回輻射是一P波;在本例中，該P波不是被薄層極化器3反射出來而是透過該極化器照射到一個被冷卻的光束收集器29上，由它吸收輻射能并轉(zhuǎn)化為廢熱。合適的做法是在該光束收集器29上按上盡可能不會反射的或黑色的表面并將該收集器例如用水來進行冷卻。
圖4示出另一個將散射返回的輻射耦合輸出裝置的實施例。在圖3中相同的部件在本例中用同樣標號標出。激光輻射4的極化在本例中是用兩個放在激光器1諧振腔內(nèi)的布魯斯特窗(Brewsterwindow)37來進行的。在激光輻射從激光器1通過耦合輸出窗發(fā)出后，激光束4就被引經(jīng)第一偏轉(zhuǎn)鏡3，該鏡并不使已被線極化的輻射分量之間產(chǎn)生相位偏移，激光束4繼續(xù)通過一塊設(shè)置成布魯斯特角并具有很高折射指數(shù)的平面介電板38，然后通過一塊二次折射小晶片39，該晶片能使兩個大小相等、相互成直角的分量之間產(chǎn)生90度即四分之一波長的相位偏移。這兩個分量一個是尋常波束的分量另一個是非尋常波束的分量。如果晶體的旋轉(zhuǎn)位置對激光束4的極化方向來說是正確的，那么上這兩個分量就可被選擇成具有同等大小。這樣這兩個光束分量的相對相移就只是取決于通過晶體39的光學(xué)路徑的長度和晶體的性質(zhì)，因此可以選用晶體的長度，以便使所需的相位偏移得以產(chǎn)生。在第一次通過晶體39后，激光束4被圓極化，但在第二次通過晶體39后，或者較好的情況是在返回后，由于經(jīng)受第二次具有相同大小和類似方向的相位偏移，激光束4又被線極化。極化的方向于是變?yōu)榇怪庇诘谝淮瓮ㄟ^時的極化方向。
當激光束4行進時，它將再一次照射在平面介電板38上，該板按布魯斯特角設(shè)置，可以充分地把具有不同極化方向的返回輻射反射到光束收集器29內(nèi)，因此只有輻射的小分量進入到激光器的諧振腔內(nèi)，在那里由于有另外兩個布魯斯特窗設(shè)置著并且由于該小分量的極化方向，使該小分量不能觸發(fā)起激光器的活力。為了增加平面板38的反射率，可用一個薄層或一個含有多個薄層的系統(tǒng)涂覆在該板上。
另外還應(yīng)該指出，可以用分色極化器，或?qū)哂休^長波長的激光輻射，用線柵極化器來代替所示的薄膜極化器3或用于極化的布魯斯特窗38。還可以用菲涅耳菱形(Fresnelrhombus)(或稱為菲涅耳平行六面體[Fresnelparallelepiped])作為移相器25。
權(quán)利要求
1.一種蝕刻圓筒形模板的方法，敷在空心圓筒形金屬屏(8)表面的漆層(8a)被激光束(4)按照預(yù)定的圖形小區(qū)蝕刻，其特征在于，漆層(8a)的蝕刻是在各個圖形小區(qū)內(nèi)進行的，其時激光束(4)被不斷激發(fā)，激光束(4)在到達各個圖形小區(qū)的終端時迅即在12微秒到30微秒的時間間隔內(nèi)被消除激勵，在金屬屏(8)上往回反射的輻射被耦合后輸出到激光束通路之外。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征是，激光束(4)消除激勵用的時間間隔可以用改變激光氣體成分的方法預(yù)先加以設(shè)定。
3.按照權(quán)利要求1或2的方法，其特征是，激光束(4)可在各個圖形小區(qū)終端到達之前就進行去激，提前的時間取決于其去激時間間隔。
4.按照權(quán)利要求1，2或3的方法，其特征是，漆層(8a)的蝕刻是在激光器功率約為1千瓦時進行的。
5.按照權(quán)利要求1，2，3或4的方法，其特征是，激光束(4)首先被線極化以便將往回反射的輻射耦合后輸出，接著通過另一個極化濾波器(3，38)，然后分解成例如兩個大小相同、方向互相垂直的光束分量，這兩個光束分量的相位被偏移到相互間相差90度角，然后再照射到漆層(8a)上。
6.為實現(xiàn)按照權(quán)利要求1到5的方法而使用的裝置，該裝置具有一個已知的加工站，包括有至少一個的軸承機構(gòu)(9，10)以便作為金屬屏(8)端部的軸承，一個使金屬屏(8)環(huán)繞其圓筒軸線(14)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動機構(gòu)，一個帶有偏轉(zhuǎn)鏡(6)、可沿平行于圓筒軸線(14)的方向移動的加工臺(15)，一個能生成激光束(4)而該激光束(4)又能被偏轉(zhuǎn)鏡(6)偏轉(zhuǎn)的氣體激光器(1)以及一個用來控制驅(qū)動機構(gòu)、加工臺(15)的移動和氣體激光器(1)的控制機構(gòu)(21)，其特征在于，氣體激光器(1)發(fā)出一個已被線極化的激光束(4)，在極化器(3，38)和偏轉(zhuǎn)鏡(6)之間的光束通路上設(shè)有一個裝置(25)可將在金屬屏(8)上往回返射的輻射的振蕩平面，相對于氣體激光器(1)發(fā)出的激光束(4)的振蕩平面旋轉(zhuǎn)過90度。
7.按照權(quán)利要求6的裝置，其特征是，氣體激光器(1)平行于圓筒軸線(14)，設(shè)有兩個偏轉(zhuǎn)鏡(3，5)以便將激光束(4)偏轉(zhuǎn)到偏轉(zhuǎn)鏡(6)，使振蕩平面旋轉(zhuǎn)的裝置(25)設(shè)在兩個偏轉(zhuǎn)鏡(3，5)之間。
8.按照權(quán)利要求6的裝置，其特征是，首先受到激光束(4)作用的偏轉(zhuǎn)鏡(3)被設(shè)計為薄層極化器，使振蕩平面旋轉(zhuǎn)的裝置(25)具有四個另外的在光束通路上連貫設(shè)置的偏轉(zhuǎn)鏡(32，32，33，32)，其中一個(33)被設(shè)計為λ/4即四分之一波移相器。
9.按照權(quán)利要求6的裝置，其特征是，使振蕩平面旋轉(zhuǎn)的裝置(25)是在光束通路上連貫設(shè)置一塊按布魯斯特角安排并具有高折射指數(shù)的平面介電板(38)，以及一塊雙折射小晶片(39)。
10.按照權(quán)利要求6到8中任一項的裝置，其特征是，使振蕩平面旋轉(zhuǎn)的裝置(25)裝在一個將偏轉(zhuǎn)鏡(3，5)相互連接起來的橫梁(28)上。
11.按照權(quán)利要求5到9中任一項的裝置，其特征是，控制裝置(21)包括有設(shè)定設(shè)施(40)以便設(shè)定氣體激光器(1)所用氣體的成分。
全文摘要
應(yīng)用激光束(4)將敷在空心圓筒形旋轉(zhuǎn)金屬屏(8)表面上的漆層按照預(yù)定的圖形小區(qū)蝕刻。漆層(8a)的蝕刻是在圖形小區(qū)內(nèi)進行的，其時激光束(4)被不斷激發(fā)；在本例中，激光束(4)是在到達各該圖形小區(qū)的終端時迅即在12微秒到30微秒的時間間隔中被去激的。在金屬屏(8)上往回反射的輻射在進入光束通路時被耦合后輸出到激光束通路之外，為的是不致延誤激光束(4)的去激。結(jié)果，具有特別清晰的邊緣構(gòu)造的圖形可以產(chǎn)生出來。
文檔編號B41C1/14GK1085157SQ93117250
公開日1994年4月13日 申請日期1993年9月3日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月28日
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