專利名稱：用于直接成像的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在本發(fā)明的一些實施例中，本發(fā)明涉及使用聲調(diào)制的直接成像(DI)，并且更具體、但是非排他性地，涉及利用半導(dǎo)體激光二極管(LD)的直接成像。
背景技術(shù)：
在直接成像(DI)系統(tǒng)中，掃描波束用于一次一個或多個像素地將圖像直接寫入到諸如光阻材料之類的曝光表面。有時，通過利用聲光調(diào)制器(AOM)(其也稱為布拉格器件)來對掃描波束進(jìn)行調(diào)制來獲得圖像。AOM使用聲光效應(yīng)，以基于所存儲的圖像數(shù)據(jù)、使用(通常處于射頻處的)聲波來對光進(jìn)行衍射和使該光偏轉(zhuǎn)。一旦被調(diào)制，通過當(dāng)曝光表面(或掃描波束)在掃描方向中前進(jìn)時、將所調(diào)制的波束反射離開多小面的旋轉(zhuǎn)多邊形物體，來典型地在光柵圖案中提供掃描。在一些已知的系統(tǒng)中，將史柯風(fēng)(Scophony)掃描效應(yīng)用于使得由以下原因而導(dǎo)致的所生成圖案的空間模糊最小化a)調(diào)制器中的聲波的有限速度jPb)激光照明器的連續(xù)本性。對于史柯風(fēng)掃描效應(yīng)的需求在于，通過AOM與曝光表面之間的光學(xué)系統(tǒng)的放大率所增加的、在AOM中的聲音波的聲速度等于寫入焦斑(writing spot)在曝光表面上的掃描速度，但是它是在相反方向中的。史柯風(fēng)掃描效應(yīng)導(dǎo)致使得數(shù)據(jù)信息“站立(standing)”在曝光表面上的預(yù)定地點上。標(biāo)題為“Laser scanning utilizing facet tracking and acousto pulseimaging techniques”的美國專利第4，205, 348號描述了一種用于使用多小面旋轉(zhuǎn)多邊形物體作為掃描器裝置來改善激光掃描系統(tǒng)的效率和分辨率的方法和設(shè)備，該美國專利第4，205，348號的內(nèi)容通過參考而合并于此。利用聲光布拉格器件，作為有源光學(xué)元件，以便既調(diào)制和偏轉(zhuǎn)入射的激光波束，從而在完整的掃描期間使得所調(diào)制的波束跟蹤該掃描器的一個小面，并移位到相鄰小面，以用于接下來的掃描。為了提供小面跟蹤，聲載頻必須與記錄介質(zhì)的表面的掃描動作同步地在時間上變化。描述了，通過在相反的方向中按照與激光記錄或?qū)懭氩ㄊ乃俣认嗤南鄬λ俣仍谟涗浗橘|(zhì)的表面處移動聲脈沖的圖像，使用史柯風(fēng)掃描效應(yīng)，來在沒有模糊的情況下完成輸入電信號在記錄介質(zhì)表面上的成像。標(biāo)題為“Laser marking apparatus including an acoustic modulator，，的美國專利第5，309, 178號描述了一種激光打標(biāo)設(shè)備,包括至少一個激光波束源；多信道聲調(diào)制器，用于定義多個至少部分重疊的調(diào)制區(qū)段；用于將來自至少一個激光波束源的至少一個激光波束指引通過多信道聲調(diào)制器、使得每個激光波束延伸穿過至少部分重疊的調(diào)制區(qū)段中的至少兩個的設(shè)備；和成像設(shè)備，用于將來自調(diào)制器的光指引到激光標(biāo)記圖像平面，該美國專利第5，309, 178號的內(nèi)容通過參考而合并于此。在連續(xù)波模式中操作激光波束源。描述了，將激光二極管(LD)用作激光波束源，該激光波束源用于掃描具有高光敏性的材料的記錄介質(zhì)。可選地，一對LD作為該激光波束源，該對LD中的每一個具有對應(yīng)的驅(qū)動器、延遲板和準(zhǔn)直透鏡。當(dāng)采用該對LD時，延遲板旋轉(zhuǎn)LD的偏振向量，使得可以在沒有由偏振器波束分離器造成的能量損失的情況下對它們進(jìn)行組合。標(biāo)題為“Direct pattern writer”的美國專利第6，770，866號描述了一種用于橫跨表面來掃描波束的設(shè)備，包括掃描器，用于橫跨表面來掃描脈沖激光波束；和位置指不器，用于在橫跨該表面的多個位置處接收來自脈沖激光波束的輸入，并且輸出指示出所述脈沖激光波束沿著所述表面的位置的位置指示，該美國專利第6，770，866號的內(nèi)容通過參考而合并于此。將所述位置指示用于調(diào)制以下設(shè)備中的數(shù)據(jù)，所述設(shè)備用于曝光表面上的圖案，例如光敏化表面上的電子電路圖案。這種設(shè)備的ー種用途是電子電路的制造。描述了，通過采用史柯風(fēng)掃描效應(yīng)來完成邊緣修復(fù)。標(biāo)題為“Scanner System”的美國專利第7，046, 266號描述了一種用于在表面上寫入圖案的掃描方法，該美國專利第7，046，266號的內(nèi)容通過參考而合并于此。該方法包括提供掃描波束，該掃描波束由多個可獨立尋址的子波束組成，所述掃描波束的未調(diào)制能量一般具有高斯分布；多次地利用所述掃描波束來掃描該表面，所述子波束在交叉掃描方向中并排地掃描該表面，將每個所述子波束調(diào)制為反映要寫入的信息；以及使得所述波束在交叉掃描方向中在連續(xù)的掃描中重疊，從而在至少兩次掃描期間在該表面的所有寫入?yún)^(qū)·域?qū)懮?。通過聲光調(diào)制器(布拉格器件)來提供調(diào)制。將史柯風(fēng)效應(yīng)用于降低或去除飛點(flying spot)掃描器的掃描方向中的所生成邊緣的模糊。還描述了ー種具有波束的掃描設(shè)備，該波束包括數(shù)據(jù)所調(diào)制的、兩個相異光譜線處的能量；以及ー種光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)接收該波束，并且將它聚焦在表面上，使得通過至少ー個波束來將圖案寫入到該表面上，并且使得將全部兩個光譜線處的能量聚焦在相同位置處的表面。通過設(shè)計Α0Μ的入口和存在面來提供相同位置處的聚焦，使得用于輸入和輸出面處的兩個波束(在不同波長上)的折射上的差異恰好相等并且與用于所述波束的布拉格角上的差異相反。因而，一起進(jìn)入的兩個波束一起離開。標(biāo)題為“LightingSystem and Exposure Apparatus” 的美國專利公布第2007/0058149號描述了ー種用于利用半導(dǎo)體LD的ニ維陣列來照明記錄介質(zhì)的方法和設(shè)備，該美國專利公布第2007/0058149號的內(nèi)容通過參考而合并于此。將LD的ニ維陣列用于取代較低效率的水銀燈或準(zhǔn)分子激光器。將從LD的ニ維陣列輸出的漫射波束轉(zhuǎn)換為具有通過兩種柱面透鏡在周向上均衡化的擴(kuò)散角的高方向性波束。通過ニ維陣列楔形玻璃來校正由于與波束中心的未對準(zhǔn)而導(dǎo)致的各個波束的光軸中的傾斜。利用ニ維光調(diào)制器(諸如，掩?；蛴糜跓o掩模曝光的數(shù)字微鏡裝置(DMD ))來調(diào)制所述波束。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明一些實施例的一方面，提供了一種用于利用使用聲光調(diào)制器(Α0Μ)所調(diào)制的ー個或多個光源陣列來直接成像(DI)的系統(tǒng)和方法。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，用于DI的系統(tǒng)和方法使用史柯風(fēng)原理，朝向単一曝光焦斑不相干地組合來自ー個或多個光源陣列的波束?？蛇x地，所述ー個或多個波束源陣列是低功率波束源(例如，LD)的陣列?？蛇x地，對來自不同陣列的波束進(jìn)行組合，以用于縮放波束的功率?？蛇x地，該光源陣列是包括多個波長的光源的陣列。根據(jù)本發(fā)明一些實施例的一方面，提供了ー種直接成像系統(tǒng)，包括照明単元，包括多個光源，所述多個光源被配置為發(fā)射多個波束；光學(xué)系統(tǒng)，用于形成要以位置或角度對準(zhǔn)的多個波束；聲光調(diào)制器，被定位為接收以位置或角度之一對準(zhǔn)的多個波束，并且當(dāng)聲波在聲方向中傳播時，相繼地對所述多個波束的不同部分進(jìn)行衍射；以及掃描元件，適于以掃描速度、利用該聲光調(diào)制器所調(diào)制的多個波束來掃描曝光面，其中將該掃描速度選擇為將所述多個波束的不同部分不相干地聯(lián)合(unite)為單ー曝光焦斑。可選地 ，所述多個光源是多個半導(dǎo)體激光二極管?？蛇x地，將所述多個光源中的至少ー個光源適于以與所述多個光源中的至少ー個其他光源不同的波長來發(fā)射光?？蛇x地，所述多個光源以370_410nm之間的范圍發(fā)射光?？蛇x地，將所述多個光源中的至少ー個光源適于具有與所述多個光源中的至少ー個其他至少ー個光源不同的偏振?？蛇x地，按照ー個或多個陣列來安排所述多個光源，其中，利用該直接成像系統(tǒng)的掃描方向來對準(zhǔn)每個陣列?？蛇x地，所述陣列中的每ー個陣列包括2-100個光源?？蛇x地，一次僅僅操作所述光源的一部分。可選地，該掃描元件是包括多個小面的旋轉(zhuǎn)多邊形物體，并且其中，在掃描期間，響應(yīng)于所述多個小面之一的角度來選擇所操作的光源的部分。可選地，所述多個光源中的每個光源與專用透鏡相關(guān)聯(lián)，其中，將該專用透鏡適于對從光源發(fā)射的波束進(jìn)行成形。可選地，將該專用透鏡適于對要在與掃描方向垂直的方向中延長的波束進(jìn)行成形?？蛇x地，該專用透鏡適于對要在與交叉掃描方向垂直的方向中延長的波束進(jìn)行成形?？蛇x地，該聲光調(diào)制器與用于接收所述多個波束的孔徑相關(guān)聯(lián)，并且其中，將該專用透鏡和該光學(xué)系統(tǒng)適于對該波束進(jìn)行成形，以在與掃描方向垂直的方向和與交叉掃描方向垂直的方向中的至少ー個中填充該孔徑?？蛇x地，該光學(xué)系統(tǒng)包括適于使來自被指引朝向該聲光調(diào)制器的所述多個光源的波束準(zhǔn)直的元件。可選地，該光學(xué)系統(tǒng)包括遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)，其適于將所述多個波束指引到該聲光調(diào)制器的孔徑?？蛇x地，所述多個波束的不同部分中的每ー個包括來自從該聲光調(diào)制器接收的所述多個波束中的每ー個的一部分。可選地，所述多個波束的不同部分中的每ー個包括來自所述多個波束的一個或多個波束。可選地，將該掃描速度定義為匹配聲光調(diào)制器的聲速度乘以該系統(tǒng)的放大率，但是其處于相反方向中?？蛇x地，該聲光調(diào)制器是多信道聲光調(diào)制器。可選地，該系統(tǒng)附加物包括至少兩個該照明単元；以及至少ー個光學(xué)元件，用于組合來自至少兩個該照明単元的對應(yīng)波束?？蛇x地，來自多于ー個照明単元的對應(yīng)波束在波長和偏振中的至少ー個上相異。
根據(jù)本發(fā)明一些實施例的一方面，提供了一種用于直接成像的方法，該方法包括提供照明單元，該照明單元包括多個光源，所述多個光源適于發(fā)射多個波束；將所述多個波束指引朝向聲光調(diào)制器，使得以位置和角度之一對準(zhǔn)所述多個波束；當(dāng)聲波在聲方向中傳播時，相繼地對所述多個波束的不同部分進(jìn)行衍射；以及利用來自該聲光調(diào)制器的輸出、在掃描方向中掃描曝光平面，其中，以掃描速度來執(zhí)行該掃描步驟，并且其中，將該掃描速度選擇為將所述多個波束的不同部分不相干地聯(lián)合為單一曝光焦斑?？蛇x地，所述多個光源包括多個半導(dǎo)體激光二極管?？蛇x地，將所述多個光源中的至少一個光源適于以與所述多個光源中的至少一個其他光源不同的波長來發(fā)射光?？蛇x地，所述光源的陣列以370_410nm之間的范圍發(fā)射光。可選地，將所述多個光源中的至少一個光源適于具有與所述多個光源中的至少一 個其他光源不同的偏振?？蛇x地，按照一個或多個陣列來安排所述多個光源，其中，利用該掃描的方向來對準(zhǔn)每個陣列?？蛇x地，所述陣列中的每一個陣列包括2-100個光源?？蛇x地，該方法還包括一次僅僅操作所述光源的一部分?？蛇x地，響應(yīng)于用于該掃描的小面的角度來選擇所操作的光源的部分?？蛇x地，該方法還包括對要在與該掃描的掃描方向垂直的方向中延長的多個波束中的每一個進(jìn)行成形?？蛇x地，該方法還包括對要在與該掃描的交叉掃描方向垂直的方向中延長的多個波束中的每一個進(jìn)行成形?？蛇x地，該方法還包括對所述多個波束中的每一個進(jìn)行成形，以在與該掃描的掃描方向垂直的方向和與該掃描的交叉掃描方向垂直的方向中的至少一個中填充該聲光調(diào)制器的孔徑?？蛇x地，所述多個波束的不同部分中的每一個包括來自從該聲光調(diào)制器接收的所述多個波束中的每一個的一部分?？蛇x地，所述多個波束的不同部分中的每一個包括來自所述多個波束的一個或多個波束?？蛇x地，該方法還包括使來自被指引朝向該聲光調(diào)制器的所述多個光源的波束準(zhǔn)直。可選地，該方法還包括匹配聲光調(diào)制器的聲速度乘以該系統(tǒng)的放大率，但是其處于相反方向中。可選地，該方法還包括提供多個照明單元，并且組合來自所述多個照明單元的對應(yīng)波束?？蛇x地，來自更多個照明單元的對應(yīng)波束在波長和偏振中的至少一個上相異。根據(jù)本發(fā)明一些實施例的一方面，提供了一種用于直接成像系統(tǒng)中的小面跟蹤的方法，該方法包括提供光源陣列，該光源陣列適于發(fā)射波束陣列，其中利用該直接成像系統(tǒng)的掃描方向來對準(zhǔn)該光源陣列；將來自該光源陣列的波束指引朝向聲光調(diào)制器，使得所述多個光源沿著比用于掃描的旋轉(zhuǎn)多邊形物體的單一小面的長度更大的長度來投射光；利用來自該聲光調(diào)制器的輸出、在掃描方向中掃描曝光平面；以及與該多邊形物體的旋轉(zhuǎn)協(xié)調(diào)地選擇性地操作所述光源的不同子集，其中，所選擇的光源的子集是在用于掃描的小面上進(jìn)行撞擊的光源?？蛇x地，該方法還包括將陣列的每個光源調(diào)整為具有聲光調(diào)制器中的不同入射角，使得所操作的所述多個波束沿著用于掃描的小面的長度而進(jìn)行撞擊?？蛇x地，該方法還包括與該多邊形物體的旋轉(zhuǎn)協(xié)調(diào)地，關(guān)斷來自所·述多個光源的、用于發(fā)射撞擊在用于掃描的小面的邊緣附近或經(jīng)過用于掃描的小面的邊緣的波束的光源。可選地，該方法還包括將所操作的所述多個波束不相干地聯(lián)合為単一曝光焦斑。除非相反地進(jìn)行定義，否則在這里所使用的所有技術(shù)和/或科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬的本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所通常理解的含義相同的含義。盡管可以在實踐或測試本發(fā)明的實施例時使用與在這里所描述的那些方法和材料相似或等效的方法和材料，但是下面描述了示范的方法和/或材料。在沖突的情況下，包括定義的專利說明書將具有支配權(quán)。另外，所述材料、方法和示例僅僅是說明性的，并且不意欲一定是限制性的。


在這里，僅僅借助于示例、參考附圖來描述本發(fā)明的一些實施例。現(xiàn)在，詳細(xì)地具體參考附圖，強(qiáng)調(diào)的是，具體示出的內(nèi)容是借助于示例并且用于本發(fā)明實施例的說明性討論的目的。在這點上，參考附圖所采取的描述使得可以如何實踐本發(fā)明的實施例對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是明顯的。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明ー些實施例的示范DI掃描系統(tǒng)的簡化框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明ー些實施例的示范光源陣列的簡化示意圖；圖3A是根據(jù)本發(fā)明ー些實施例的用于在Α0Μ的孔徑內(nèi)部安排陣列的各個波束的示范光學(xué)設(shè)計的示意圖；圖3B是根據(jù)本發(fā)明ー些實施例的用于在掃描和交叉掃描方向中對各個波束進(jìn)行成形的示范光學(xué)設(shè)計的示意圖；圖3C示出了根據(jù)本發(fā)明一些實施例的在Α0Μ和光瞳平面上成像的波束的簡化示意圖；圖4A是根據(jù)本發(fā)明ー些實施例的用于在Α0Μ的孔徑內(nèi)部安排陣列的各個波束的替換示范光學(xué)設(shè)計的示意圖；圖4B是根據(jù)本發(fā)明ー些實施例的用于在掃描和交叉掃描方向中對各個波束進(jìn)行成形的替換示范光學(xué)設(shè)計的示意圖；圖4C示出了根據(jù)本發(fā)明一些實施例的替換示范光學(xué)設(shè)計中的在Α0Μ和光瞳平面上成像的波束的簡化示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明ー些實施例的DI系統(tǒng)中的波束形成光學(xué)系統(tǒng)的不范光學(xué)路徑;圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明一些實施例的在多信道Α0Μ中安排的示范光束陣列的示意圖7是根據(jù)本發(fā)明一些實施例的在三個不同時間幀上使用史柯風(fēng)掃描效應(yīng)的光束調(diào)制的示范示意圖示；圖8是根據(jù)本發(fā)明一些實施例的形成為寫入波束的示范光源矩陣的簡化示意圖；圖9A、9B、9C和9D是根據(jù)本發(fā)明一些實施例的如在AOM平面和對應(yīng)光瞳平面上成像的多個陣列中安排的波束矩陣的示范示意圖；圖10A、10B、10C和IOD是圖示了根據(jù)本發(fā)明一些實施例的小面跟蹤方法的簡化示意圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明一些實施例的包括兩個光源陣列和用于對來自兩個陣列的波束進(jìn)行組合的光學(xué)裝置(optics)的示范照明單元的簡化示意圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明一些實施例的用于對來自不同陣列的波束進(jìn)行組合的示范光 學(xué)設(shè)計的示意圖；以及圖13是根據(jù)本發(fā)明一些實施例的示范DI系統(tǒng)。
具體實施例方式在本發(fā)明的一些實施例中，本發(fā)明涉及使用聲調(diào)制的DI，并且更具體、但是非排他性地，涉及利用半導(dǎo)體LD的直接成像。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，提供了一種DI系統(tǒng)，該DI系統(tǒng)使用AOM所調(diào)制的一個或多個光源陣列，以形成用于掃描記錄介質(zhì)的寫入波束。在一些示范實施例中，光源的陣列是例如包括50個光源或2-100個光源的密集陣列，其被成形以形成寫入波束。在一些示范實施例中，將包括50 X 10個光源的多個光源的陣列和/或矩陣用于形成寫入波束?？蛇x地，該陣列包括具有不同光譜屬性的光源，例如，具有范圍在370-410nm之間的不同波長和/或不同偏振的光源。典型地，在連續(xù)波模式中操作陣列中的光源。在一些示范實施例中，該陣列是半導(dǎo)體LD的陣列。典型地，該系統(tǒng)包括掃描光學(xué)系統(tǒng)，用于以期望的放大倍率來將AOM的平面成像到記錄介質(zhì)(例如，要曝光的面板)上。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，掃描光學(xué)系統(tǒng)在光源陣列的波長范圍上是消色差的(achromatic)。典型地，多角鏡偏轉(zhuǎn)該波束，以提供光柵掃描。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，DI方法在DI系統(tǒng)的單次掃描掃查(scanning sweep)期間利用(多個)陣列中的不同光源在記錄介質(zhì)上提供重復(fù)曝光的焦斑。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，通過應(yīng)用史柯風(fēng)掃描效應(yīng)來提供在單次掃查上的重復(fù)曝光。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，沿著聲方向在AOM中橫向地安排一個或多個陣列的每一個陣列中的光源，使得當(dāng)聲波傳播時，該波在一個或多個陣列的每一個陣列中切換各個波束。在一些示范實施例中，對波束進(jìn)行成形，以跨越AOM的聲方向，使得當(dāng)聲波傳播時，該聲波在一個或多個陣列中切換所有波束的各部分。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，將史柯風(fēng)掃描效應(yīng)用于協(xié)調(diào)聲波的速度和掃描光學(xué)系統(tǒng)利用掃描速度所提供的放大倍率，使得在陣列中所切換的波束的每一個在相同的焦斑中撞擊(impinge)記錄介質(zhì)。在一些示范實施例中，AOM是多信道Α0Μ，例如24信道AOM或4-1000信道Α0Μ，并且在掃描期間同時地寫入多個像素(或焦斑)，其每一個可以通過應(yīng)用如在這里描述的史柯風(fēng)掃描效應(yīng)而在單次掃查上重復(fù)地曝光。在一些示范實施例中，對來自一個或多個陣列中的各個光源的波束進(jìn)行成形，以在交叉掃描方向中進(jìn)行延長，并且沿著交叉掃描方向來安排多信道AOM的信道，使得每個信道調(diào)制每一個延長波束的不同部分。在其他示范實施例中，對來自陣列中的各個光源的波束中的每ー個進(jìn)行成形，以填充A0M的孔徑的整個區(qū)域。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，使用如在這里描述的史柯風(fēng)掃描效應(yīng)的、利用多個半導(dǎo)體LD的重復(fù)曝光可以提供多個優(yōu)點。可選地，所述優(yōu)點中的一些優(yōu)點與通過利用較低成本的光源(例如，半導(dǎo)體LD)陣列來取代典型地用于DI的激光單元來減少DI系統(tǒng)的材料賬單相關(guān)聯(lián)，所述半導(dǎo)體LD中的每ー個操作在較低功率處，例如5-50W激光光源或0. 1-2W半導(dǎo)體LD。具體地，與先前系統(tǒng)的脈沖固態(tài)激光器相比，半導(dǎo)體LD在成本上較低，相對而言免于維護(hù)，擯棄具有相對較長的使用期限。在一些示范實施例中，使用在這里描述的DI系統(tǒng)和方法的利用低功率光源的重復(fù)曝光提供 了低光敏性的掃描材料。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，利用多個較低功率LD的相同焦斑的重復(fù)曝光提供了用于在具有低光敏性的材料上寫入所需的累積能量。在一些示范實施例中，利用多個光源的重復(fù)曝光允許利用典型地與較低成本光源相關(guān)聯(lián)的較高耐受性來使用光源，這是由于可以通過光源的平均屬性來定義所得到的空間分布和光譜。本發(fā)明人還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，利用多個光源的重復(fù)曝光提供用于改善曝光的總體質(zhì)量的平滑效果。在一些示范實施例中，光源陣列包括可以在該陣列中的另一光源故障時操作的一個或多個輔助光源。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，通過在陣列中包括輔助光源，可以在沒有損害光源単元的使用期限和/或可靠性的情況下，使用典型地與較低可靠性相關(guān)聯(lián)的較低成本的光源?？蛇x地，輔助光源提供的冗余允許照明單元即使在ー些光源失效的情況下也繼續(xù)操作?？蛇x地，將多個光源組合為成形期望的光譜。例如，與已知的氣體激光器和已知的ニ極管泵浦固態(tài)(DPSS)激光器相比，LD的另ー優(yōu)點是它相對高的電光轉(zhuǎn)換(wall-plug)效率。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，與已知的DI系統(tǒng)相比，在這里所描述的DI系統(tǒng)和方法改善了通用性。在一些示范實施例中，光源的陣列包括具有不同光譜特性的光源?？蛇x地，該陣列包括具有不同波長的光源。典型地，將較短的波長用于提供記錄介質(zhì)的表面上的剛度(rigidity)，而將較長的波長用于穿透記錄介質(zhì)。在一些示范實施例中，將不同的波長用于在曝光面板上曝光相同的焦斑。可選地，對于具體應(yīng)用和/或具體掃查，選擇陣列中的特定光源(和所需要的波長)，并且僅僅操作那些光源?？蛇x地，將多于ー個光源陣列用于縮放照明単元可以提供的輸出功率。可選地，組合來自不同陣列中的光源的波束，以形成單一波束。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，通過使用所述光源的僅僅一部分以在曝光表面上寫入每個像素或焦斑、并且變更與用于掃描的有源小面的定向同步地使用的一部分光源，來提供小面跟蹤。在小面跟蹤期間，形成每個波束或至少一部分波束，以在不同位置處撞擊多邊形物體。在詳細(xì)地解釋本發(fā)明的至少ー個實施例之前，要理解的是，本發(fā)明不必限于其到在以下描述中闡釋的和/或在附圖中圖示的組件和/或方法的構(gòu)造和安排的細(xì)節(jié)的應(yīng)用。本發(fā)明可以具有其它實施例，或者能夠以各種方式來實踐或進(jìn)行?，F(xiàn)在參考附圖，圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明一些實施例的示范DI掃描系統(tǒng)的簡化框圖。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，照明単元100包括光源50i，502) - 50n的陣列50，用于提供多個波束65，所述多個波束65利用波束形成光學(xué)系統(tǒng)60來成形，以適合于Α0Μ 70的孔徑71中。典型地，所述光源是LD。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，通過孔徑71、沿著Α0Μ 70的聲方向來橫向地安排多個波束65，并且將它們準(zhǔn)直到一維陣列中。替換地，多個波束65中的每一個具有大波束直徑，例如，跨越孔徑71的尺寸，并且波束重疊在AOM中的一個位置中。典型地，AOM 70基于從數(shù)據(jù)控制單元700接收到的圖像數(shù)據(jù)來調(diào)制進(jìn)入波束65，并且當(dāng)波束從旋轉(zhuǎn)多邊形物體80偏轉(zhuǎn)時，掃描光學(xué)系統(tǒng)90將包括所調(diào)制的數(shù)據(jù)的AOM的平面成像到曝光表面95上。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，AOM 70具有孔徑71，例如大孔徑，其可選地在形狀上為矩形并且足夠?qū)?沿著聲方向75)，以接收波束65的準(zhǔn)直陣列?？蛇x地，孔徑71具有10-40mm之間的寬度。在一些示范實施例中，AOM是多信道Α0Μ，并且孔徑71沿著與聲方向75垂直的方向是寬的，以跨越AOM 70中的所有信道?？蛇x地，AOM 70包括在24-48個之間的信道。在一些示范實施例中，AOM 70是利用示出了低聲曲度因子的聲光材料所形成的?？蛇x地，AOM 70是利用石英晶體所形成的?？蛇x地，AOM 70是利用TeO2晶體所形成的。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，陣列50是一維LD陣列。可選地，該陣列是密集光源陣列，其以新月形來安排，使得可以將來自大量光源的照明指引朝向波束形成光學(xué)系統(tǒng)60。在 一些示范實施例中，陣列中的每個LD與來自透鏡陣列55的專用透鏡55n(n=l，2，…N)相關(guān)聯(lián)，透鏡陣列55將來自LD 55的波束65聚焦并對準(zhǔn)到波束形成光學(xué)系統(tǒng)60上。典型地，將透鏡陣列55包括在照明單元100中，并且容納于公共外殼中。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，陣列50包括具有可選地范圍在370_410nm之間的不同波長的LD。可選地，陣列50包括具有相同波長的兩個或多個LD。在一些示范實施例中，陣列50包括具有定向為與掃描方向并行或垂直的偏振的LD。在一些不范實施例中，在連續(xù)模式中操作LD。典型地，光源單元包括在2和100個之間的LD，例如50個LD。在一些示范實施例中，陣列50包括某一數(shù)量的冗余，并且一次僅僅操作陣列50中的一部分LD。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，將波束形成光學(xué)系統(tǒng)用于成形各個波束，并且用于在AOM 70的孔徑71內(nèi)部安排各個LD波束。在一些示范實施例中，波束形成光學(xué)系統(tǒng)60包括單一耦接光學(xué)裝置，用于沿著AOM 70的聲方向75在一個平面中使波束準(zhǔn)直。在一些示范實施例中，多邊形物體80與在所合并的美國專利第6，770, 866號中描述的多邊形物體相似，并且例如包括如在所合并的美國專利第4，205，348號中描述的波束小面跟蹤能力?？蛇x地，通過在每次曝光期間僅僅操作該陣列的子集并且當(dāng)小面旋轉(zhuǎn)時相繼地移位所操作的子集來實現(xiàn)小面跟蹤，如下面將在這里更加詳細(xì)地描述的一樣。在一些示范實施例中，在操作期間以1000-4000RPM (例如，3000RPM)的速度旋轉(zhuǎn)多邊形物體80。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，掃描光學(xué)系統(tǒng)90在LD的波長范圍上是消色差的。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例并且如下面將在這里更加詳細(xì)地描述的，當(dāng)聲波在聲方向75中傳播時，該波通過將它們朝向用于成像到曝光平面95的多邊形物體80進(jìn)行衍射而相繼地依次切換每個波束65。可選地,當(dāng)聲波在聲方向75中傳播時,它一次衍射多于一個波束65。典型地，將未衍射的波束指引朝向光闌10。替換地，情況可能是相反的，并且當(dāng)所衍射的光可能遇到停止器(stop)的時候，可以將來自A0M70的未衍射的光成像到記錄介質(zhì)上?，F(xiàn)在對圖2做出參考，圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一些實施例的示范光源陣列的簡化示意圖。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，照明單元100包括在平臺57上安裝的光源501； 502，. . . 50n的密集陣列?？蛇x地，該陣列包括2與100個之間的LD，例如50個LD。典型地，照明単元100包括用于安裝在平臺57上的每個LD的專用鏡頭55，以用于聚焦和對準(zhǔn)每個波束。可選地，以新月形在平臺57中安裝所述LD。可選地，使用多于ー個光源陣列，例如兩個光源陣列?，F(xiàn)在參考圖3A，圖3A示出了根據(jù)本發(fā)明一些實施例的用于在Α0Μ的孔徑內(nèi)部安排陣列的各個波束的示范光學(xué)設(shè)計的示意圖。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，波束形成光學(xué)系統(tǒng)包括柱面透鏡11，用于沿著聲方向75而使來自新月形陣列50中的各個LD的波束65準(zhǔn)直。典型地，聲方向75并行于掃描方向。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例,該光學(xué)設(shè)計附加地包括遠(yuǎn)心望遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)62，以將沿著聲方向75的波束中繼到Α0Μ 70的孔徑71中，并且所有的波束以它們的布拉格角入射到Α0Μ中。典型地，遠(yuǎn)心望遠(yuǎn)透鏡作用為對波束進(jìn)行調(diào)整尺寸，使得它們適合于孔徑71中，并且作為平行波束的陣列而進(jìn)入孔徑71。可選地，通過調(diào)整波束調(diào)整透鏡63之間的距離來提供用于交叉掃描方向的可變波束擴(kuò)展。根據(jù)本發(fā)明的ー些實施例，柱面透鏡83彎折從Α0Μ衍射的各個波束，使得波束在相同的焦斑處、但是以不同的角度來撞擊光瞳平面。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例并且如下面將在這里更加詳細(xì)地描述的，當(dāng)聲波在聲方向75中傳播時,相繼地利用Α0Μ來衍射各個波束,但是通過使用史柯風(fēng)原理來·將各個波束曝光在曝光平面上的相同焦斑上?，F(xiàn)在對圖3B做出參考，并且對圖3C做出參考，圖3B示出了用于分別在掃描方向和交叉掃描方向中對各個波束進(jìn)行成形的示范光學(xué)設(shè)計的示意圖，而圖3C示出了在Α0Μ和光瞳平面上成像的波束的簡化示意圖，圖3B和圖3C兩者都是根據(jù)本發(fā)明ー些實施例的。如所示出的，實線65ln表現(xiàn)了與掃描方向85對準(zhǔn)的快光軸中的各個波束65n的射線，而虛線652η表現(xiàn)了典型地與交叉掃描方向86對準(zhǔn)的慢光軸中的波束65的射線。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，在Α0Μ平面和/或物平面73 (例如，曝光平面)中，將每個LD波束65ρ652、653、…65η、"·65Ν形成為沿著掃描方向85具有窄波束束腰，并且將其形成為沿著交叉掃描方向86被延長?？蛇x地，該波束沿著快光軸具有近高斯波束分布，例如M，l. 5，并且沿著波束的慢光軸具有高階波束分布，例如Μ2 7。在一些實施例中，準(zhǔn)直透鏡61在掃描方向中將波束束腰調(diào)整為期望的寬度。典型地，曝光平面中的波束是波束在Α0Μ平面中的圖像，而光瞳平面是對于Α0Μ平面和曝光平面的共軛平面。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，在光瞳平面89 (圖3C)中，來自LD 5(ν502、503、…50Ν的所有波束65^65^65^吣651<在相同的焦斑處、但是以不同的角度進(jìn)行撞擊。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，將波束65^65^653^^65]^中的姆ー個形成為沿著掃描方向85 (在掃描光瞳平面87中)具有寬波束束腰，并且將其形成為沿著交叉掃描方向86 (在交叉掃描光瞳平面84中)具有窄波束束腰。典型地，光瞳平面89 (圖3C)是由物理掃描光瞳平面87和交叉掃描光瞳平面組成的虛擬平面，該物理掃描光瞳平面87典型地與多邊形物體80的小面平面一致，而交叉掃描光瞳平面典型地位于Α0Μ 70與多邊形物體80 (圖3B)的小面平面之間?，F(xiàn)在參考圖4A，圖4A示出了根據(jù)本發(fā)明一些實施例的用于在Α0Μ的孔徑內(nèi)部安排陣列的各個波束的替換示范光學(xué)設(shè)計的示意圖。根據(jù)本發(fā)明的ー些替換實施例，波束形成光學(xué)系統(tǒng)將波束成形為在掃描和交叉掃描方向兩者具有大波束直徑。典型地，將波束陣列65中的每個波束成形為填充孔徑71。典型地，柱面透鏡61沿著聲方向75來使來自陣列50中的各個LD的波束準(zhǔn)直，并且透鏡系統(tǒng)72將波束中繼到Α0Μ 70的孔徑71中，使得在Α0Μ70中各個波束在ー個位置中重疊。盡管各個波束重疊，但是每個波束以不同的角度(例如，略微不同的角度)、但是典型地接近于布拉格角來撞擊AOM晶體。根據(jù)本發(fā)明的這些替換實施例，從AOM衍射的各個波束在不同的焦斑處、但是以相同的角度撞擊光瞳平面，并且在相同的焦斑處、但是以不同的角度撞擊曝光平面95 (圖I)。在這些實施例中，同時地對所有的大直徑波束的一部分(例如，有源波束)進(jìn)行衍射。如下面將在這里更加詳細(xì)地描述的，當(dāng)聲波在聲方向75中傳播時，按照相繼的方式來對所有的大直徑波束的隨后部分進(jìn)行衍射，但是通過使用史柯風(fēng)原理來在曝光平面上將它們曝光在相同的焦斑上?，F(xiàn)在對圖4B做出參考，并且對圖4C做出參考，圖4B示出了用于分別在掃描方向和交叉掃描方向中對各個波束進(jìn)行成形的替換示范光學(xué)設(shè)計的示意圖，而圖4C示出了替換示范光學(xué)設(shè)計中的在AOM和光瞳平面上成像的波束的簡化示意圖，圖4B和圖4C兩者都是根據(jù)本發(fā)明一些實施例的。如所示出的，實線651n表現(xiàn)了與掃描方向85對準(zhǔn)的快光軸中的各個波束65n的射線，而虛線652n表現(xiàn)了典型地與交叉掃描方向86對準(zhǔn)的慢光軸中的波束65 的射線。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，在AOM和/或物平面73中，將每個LD波束65p652、653、“·65η、“·65Ν形成為沿著掃描方向85和交叉掃描方向86兩者具有大波束束腰，·其在掃描和交叉掃描方向兩者中填充孔徑71?？蛇x地，該波束沿著快光軸具有近高斯波束分布，例如M2 l. 5，并且沿著波束的慢光軸具有高階波束分布，例如Μ，7。在一些示范實施例中，準(zhǔn)直透鏡61在掃描方向中將波束束腰調(diào)整為期望的寬度?？蛇x地，通過調(diào)整波束調(diào)整透鏡(為了簡潔而未示出)之間的距離來在交叉掃描方向中提供可變的波束擴(kuò)展。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，在光瞳平面89中，來自LD 5(ν502、503、…50Ν的所有波束65^65^65^ *··65ν在不同的焦斑處、但是以相同的角度進(jìn)行撞擊。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，將波束65^65^65^ “·65Ν中的每一個形成為沿著掃描方向85 (在掃描光瞳平面87中)和交叉掃描方向86 (在交叉掃描光瞳平面84中)兩者具有窄波束束腰。典型地，光瞳平面89 (圖4C)是由物理掃描光瞳平面87和交叉掃描光瞳平面組成的虛擬平面，該物理掃描光瞳平面87典型地與多邊形物體80的小面平面一致，而交叉掃描光瞳平面典型地位于AOM 70與多邊形物體80 (圖4Β)的小面平面之間?，F(xiàn)在對圖5做出參考，圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一些實施例的DI系統(tǒng)中的波束形成光學(xué)系統(tǒng)的示范光學(xué)路徑。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，利用準(zhǔn)直透鏡61對來自密集陣列LD 50的照明進(jìn)行準(zhǔn)直，并且經(jīng)由多個反射表面66而將其指引朝向AOM 70，以用于波束調(diào)制。典型地，該陣列中的每個LD與例如來自透鏡陣列55的專用透鏡相關(guān)聯(lián)，以用于將波束聚焦到準(zhǔn)直透鏡61上?？蛇x地，該陣列中的LD包括不同波長和/或偏振的LD。在一些示范實施例中，在掃描期間操作陣列50中的僅僅一部分LD。在一些示范實施例中，利用透鏡63來在交叉掃描方向中對來自陣列的每個波束進(jìn)行成形，并且利用一對望遠(yuǎn)透鏡62來將其中繼到AOM上?？蛇x地，通過調(diào)整透鏡63之間的距離，交叉掃描方向中的波束擴(kuò)展是可調(diào)整的。現(xiàn)在參考圖6，圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一些實施例的在多信道AOM中安排的示范光束陣列的不意圖。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，沿著掃描方向85和/或聲方向75來安排被準(zhǔn)直的照明波束的陣列65，并且其進(jìn)入AOM 70的孔徑71?？蛇x地，沿著聲方向75來安排2-100個照明波束。典型地，將每個波束65成形為沿著與聲方向垂直的方向進(jìn)行延長。典型地，利用電極陣列79來在多個聲信道上調(diào)制每個波束。典型地，沿著垂直于可選地與交叉掃描方向86對準(zhǔn)的聲方向75的軸來安排電極陣列79。典型地,多個信道提供一次多于一個像素的寫入。在操作期間，基于用于從電極79的位置發(fā)起聲學(xué)聲音波在聲方向75中傳播的調(diào)制圖案來將RF信號傳送到電極79。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，當(dāng)聲波沿著聲信道傳播吋，該波相繼地對與所觸發(fā)的聲信道相關(guān)聯(lián)的陣列65的姆個波束的一部分進(jìn)行衍射。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，由于通過相同的信號來調(diào)制相同信道中的所有波束，所以按照相同的方式來調(diào)制該信道中的所有波束。在一些示范實施例中，聲波分組一次調(diào)制來自陣列65的多個波束?，F(xiàn)在對圖7做出參考，圖7示出了根據(jù)本發(fā)明一些實施例的在聲波分組傳播的三個不同時間巾貞(表示為tp t2、t3)上的Α0Μ窗ロ的圖像的示范示意圖示。典型地,利用旋轉(zhuǎn)多邊形物體80(圖1)，在掃描方向85中以ー速度vscan來橫跨曝光平面95移動Α0Μ 70的圖像88。盡管在掃描方向85中移動整個圖像，但是僅僅將與聲波分組的位置一致的圖像88的一部分110朝向曝光面板95進(jìn)行衍射。與聲波分組的位置一致的圖像88的這個部分 110按照聲波分組的速度和掃描光學(xué)系統(tǒng)90的放大倍率所確定的速度,在聲方向75 (相反的掃描方向85)中移動。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，將掃描速度vscan調(diào)整為與聲速度vacoust在幅度上相等、但是在方向上相反(vscan=_vacoust),使得移動Α0Μ窗ロ 88中的前進(jìn)聲波分組總是朝向曝光面板95上的相同焦斑951來衍射圖像88的部分110。因此，焦斑951在記錄介質(zhì)的曝光平面中是固定的，并且可以通過所有的各個激光二極管波束來相繼地照明。按照此方式，不相干地組合所述波束?？蛇x地，對于平滑能量分布，在交叉掃描方向中重疊掃描線?，F(xiàn)在對圖8做出參考，圖8示出了根據(jù)本發(fā)明一些實施例的形成為寫入波束的示范光源矩陣的簡化示意圖。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，照明単元101包括光源50n、5012^··5021、5022、…50nm的矩陣555和/或光源的多于ー個陣列，用于提供利用(例如，與透鏡55(圖1)相似的)專用透鏡所成形的多個波束665 ;和波束形成光學(xué)系統(tǒng)666，以適合到Α0Μ 70的孔徑71中。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，將矩陣555安排在凹形平面上，使得可以將來自大量光源的照明指引朝向波束形成光學(xué)系統(tǒng)666。在一些示范實施例中，矩陣555中的每個LD與用于將來自LD 555的波束665聚焦并對準(zhǔn)到波束形成光學(xué)系統(tǒng)666上的專用透鏡(為了簡潔的目的而未示出)相關(guān)聯(lián)。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，矩陣555包括2-100個光源的1-20個陣列。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，通過掃描光學(xué)裝置90的角接受范圍和孔徑71的尺寸來限制可以耦接到系統(tǒng)中的波束665的數(shù)目。典型地，角接受范圍對于掃描方向85和交叉掃描方向86是不同的，并且其通過掃描光學(xué)裝置90在圖像平面95中的數(shù)值孔徑和系統(tǒng)在Α0Μ 70與圖像平面95之間放大倍率來確定。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，對于給定的角接受范圍，可以計算來自單ー LD的Α0Μ 70的孔徑71中的波束的尺寸，例如可以計算最小可實現(xiàn)的波束尺寸。典型地，最小的可實現(xiàn)波束取決于LD的波束參數(shù)積(M2)，其是用于給定焦斑尺寸的波束的角偏向的測量。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，在計算孔徑71中的單一波束的尺寸時，孔徑71的尺寸定義了適合到孔徑71中的LD波束的數(shù)目，其每ー個具有適合到掃描光學(xué)裝置90的角接受范圍中的角偏向。典型地，矩陣555中的行對列的數(shù)目全都取決于孔徑71的尺度。典型地，Α0Μ 70基于從數(shù)據(jù)控制単元700接收到的圖像數(shù)據(jù)來調(diào)制進(jìn)入波束665，并且當(dāng)波束從旋轉(zhuǎn)多邊形物體80偏轉(zhuǎn)時，掃描光學(xué)系統(tǒng)90將包括調(diào)制數(shù)據(jù)的AOM的平面成像到曝光平面95上?，F(xiàn)在對圖9A、9B、9C和9D做出參考，圖9A、9B、9C和9D示出了根據(jù)本發(fā)明一些實施例的如在AOM平面和對應(yīng)光瞳平面上成像的多個陣列中安排的波束的示范示意圖。為了示范的目的，示出了來自矩陣555的波束的波束形成，其包括僅僅沿著交叉掃描方向86的5個LD和沿著掃描方向85的12個LD。典型地，光瞳平面中的孔徑是角孔徑。典型地，照明單元101的矩陣555包括50 X 10個LD，其利用光學(xué)系統(tǒng)666形成，以適合于孔徑71中。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，可以在多個不同 的配置中形成矩陣555中的波束，以形成寫入波束。現(xiàn)在參考圖9A，在一些實施例中，將波束665形成為在交叉掃描和掃描方向中是窄的，并且在AOM平面中按照交錯的矩陣形成來安排該波束，以形成圖像701。在一些示范實施例中，在圖像701中，每個波束665以相同的角度、但是在不同的位置中撞擊AOM平面733。在這些實施例中，對應(yīng)光瞳平面899中的每個波束在相同的位置處進(jìn)行撞擊，并且填充整個孔徑?，F(xiàn)在參考圖9B，在一些示范實施例中，將波束665形成為在交叉掃描方向86中是寬的，而在掃描方向85中是窄的，并且在AOM平面中按照交錯的列矩陣來安排該波束665，以形成圖像702。根據(jù)本發(fā)明的一些示范實施例，將來自每一列中的不同行(例如，五行)中的每一行的波束665形成為在相同的位置處、但是以不同的角度撞擊AOM平面733，而將來自不同列中的每一列的波束665形成為在不同的位置處、但是以相同的角度撞擊AOM平面733。在這些實施例中，AOM平面733中的所得到的圖像702典型地是單一陣列，其包括沿著掃描方向85交錯的、與多個列(例如，12列)對應(yīng)的多個寬焦斑。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，在對應(yīng)的光瞳平面899中，結(jié)果的圖像802是包括與多個行(例如，5行)對應(yīng)的、沿著交叉方向而交錯的寬焦斑的單一陣列的圖像802。典型地，在這些實施例中，在光瞳平面899中，來自不同列、但是來自相同行的波束655在相同焦斑中進(jìn)行撞擊。現(xiàn)在參考圖9C，在一些示范實施例中，將波束665形成為在掃描方向85中是寬的，而在交叉掃描方向86中是窄的，以形成圖像703。在這些實施例中，將來自每一行中的每個不同列(例如，12行)的波束665形成為在相同的位置處、但是以不同的角度撞擊AOM平面733，而將來自不同行中的每一行的波束665形成為在不同的位置處、但是以相同的角度撞擊AOM平面733。典型地，AOM平面733中的所得到的圖像703是單一陣列，其包括沿著交叉掃描方向86交錯的、與多個行(例如，5行)對應(yīng)的多個寬焦斑。在一些實施例中，在對應(yīng)的光瞳平面899中，波束655形成單一陣列的圖像803，其包括與多個列(例如，12列)對應(yīng)的、沿著掃描方向85而交錯的多個寬焦斑。在光瞳平面899的圖像803中，來自不同行、但是來自相同列的波束655典型地在相同的焦斑中進(jìn)行撞擊?，F(xiàn)在參考圖9D,在一些不范實施例中，利用光學(xué)系統(tǒng)666來形成波束665,以在相同的位置處進(jìn)行撞擊并且在掃描方向85和交叉掃描方向86中(其每一個以不同的角度來)填充孔徑71，以形成圖像704。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，在對應(yīng)的光瞳平面899中，在圖像804中，每個波束665在不同的位置處并且以在掃描和交叉掃描方向中的矩陣形成(被形成)進(jìn)行撞擊。在這些實施例中，光瞳平面899中的每個波束665在掃描方向85和交叉掃描方向86中典型地是窄的。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，形成波束665，使得孔徑71中的平均交叉掃描波束分布是平滑的，這是由于相繼的掃描線在交叉掃描方向中是重疊的。典型地，與圖像703相比，圖像702在交叉掃描方向中提供了更加平滑的分布?？蛇x地，圖像701中的波束655的交錯矩陣形成提供了交叉掃描方向86中的重疊，其可以改善分布的平滑性。現(xiàn)在對圖10A-10D做出參考，圖10A-10D示出圖示了根據(jù)本發(fā)明一些實施例的小面跟蹤方法的簡化示意圖。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，通過與多邊形物體80的旋轉(zhuǎn)和/或多邊形物體80的用于掃描的小面(例如，小面81)的角度協(xié)調(diào)地依次接通或關(guān)斷不同的LD來實現(xiàn)小面跟蹤。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，安排光源50，和/或形成它們相應(yīng)的波束，使得來自陣列50的每個光源投射波束，該波束沿著小面81的長度L在不同的位置處撞擊小面81?？蛇x地，通過調(diào)整陣列的每個光源以具有在Α0Μ 70中不同入射角來實現(xiàn)撞擊波束沿著小面81長度的分配。可選地，利用柱面透鏡83來實現(xiàn)沿著小面81長度的期望分配。在ー些示范實施例中，安排來自陣列50中的光源的波束，和/或?qū)⑵湫纬蔀檠刂葏g一小面的長度 L更大的長度來投射光。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，當(dāng)多邊形物體80旋轉(zhuǎn)時，光源的不同集合提供在小面81上撞擊的波束，而將發(fā)射撞擊在小面81的邊緣附近或經(jīng)過小面81的邊緣的波束的其他光源關(guān)斷和/或不用于寫入。典型地，對于所寫入的每個焦斑或像素，使用光源的不同集合。替換地，對于所寫入的每個其他焦斑或像素和/或在寫入多個焦斑之后，變更所使用的光源的集合。借助于示例，在圖10A中示出了第一階段，其中在掃描線的開始處操作LD504、505、506和507，而不使用將光投射在小面81的邊緣附近或經(jīng)過小面81的邊緣的0)5(^5(^、和503?？蛇x地，將系統(tǒng)配置為操作一半的光源，以用于將每個焦斑或像素寫入到曝光面板上。現(xiàn)在參考圖10B，當(dāng)多邊形物體80旋轉(zhuǎn)時，操作LD502、503、504、505和506，并且關(guān)斷LDSOi和507，使得僅僅操作被指引朝向小面81的波束。參考圖10C，當(dāng)多邊形物體80進(jìn)ー步旋轉(zhuǎn)吋，操作0)501、502、503和504，并且關(guān)斷0) 505、506和507。在圖10D中，通過移位回到操作光源的第一部分LD 504、505、506和507來從小面82開始附加的掃描線。這樣,可以在以單ーRF頻率操作Α0Μ 70的同時，實現(xiàn)小面跟蹤。典型地，當(dāng)在任何一個時間處僅僅操作光源的一部分時，損害了可實現(xiàn)的輸出功率?？蛇x地，可以將較大的陣列和/或多于ー個陣列用于增大輸出功率?，F(xiàn)在對圖11做出參考，圖11示出了根據(jù)本發(fā)明一些實施例的包括兩個密集光源陣列和用于對來自兩個陣列的波束進(jìn)行組合的光學(xué)裝置的示范照明単元的簡化示意圖。典型地，限制了可以適合通過Α0Μ的孔徑的各個波束的數(shù)目。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，可以通過將來自兩個或更多光源的波束組合為單一波束來進(jìn)ー步增加輸出功率。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，通過使用包括多于ー個陣列(例如，陣列51和陣列52)的照明単元101并且組合來自不同陣列的波束來實現(xiàn)改善的照明的可擴(kuò)充性。典型地，陣列51具有與陣列52不同的對應(yīng)波長和/或偏振，使得可以在低功率損失和/或沒有功率損失的情況下組合來自每個陣列的波束。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，使用偏振分離器94和/或波長選擇性元件92來將波束陣列65(^和6502組合為ー個波束陣列67。可選地，可以利用被組合以形成単一縮放的波束矩陣的LD矩陣來取代陣列51和52中的每ー個。
現(xiàn)在對圖12做出參考，圖12示出了根據(jù)本發(fā)明一些實施例的用于對來自不同陣列的波束進(jìn)行組合的示范光學(xué)設(shè)計的示意圖。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，將來自四個不同陣列的LD組合為單一陣列。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，波長選擇性元件92組合不同波長的波束，并且偏振分離器94組合不同偏振的波束。例如，來自兩個不同陣列的LD 51JP512具有相同的波長、但是不同的偏振，并且LD 5 1dP52i在波長上不同，但是具有相同的偏振。相似地，LD 512和522在波長上不同，但是具有相同的偏振。可選地，可以對來自51p512、52i和5 的所有波束進(jìn)行組合，這是由于其每一個在波長和偏振中的至少一個上相異?，F(xiàn)在對圖13做出參考，圖13示出了根據(jù)本發(fā)明一些實施例的示范DI系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，在DI系統(tǒng)100中，利用準(zhǔn)直光學(xué)透鏡61來對來自LD的陣列50的照明進(jìn)行準(zhǔn)直，并且將其指引朝向AOM 70，以用于調(diào)制。當(dāng)在掃描方向85中掃描記錄介質(zhì)時，將AOM 70所提供的調(diào)制波束指引朝向旋轉(zhuǎn)多邊形物體80，以用于掃描到記錄介質(zhì)95上。典型地，在曝光記錄介質(zhì)95以前，利用掃描光學(xué)裝置90來放大旋轉(zhuǎn)多邊形物體80所偏移的照明。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，將掃描速率調(diào)整為等于與掃描光學(xué)裝置90所提供的放大倍率相乘的AOM 70的聲速度速率，以使用史柯風(fēng)掃描效應(yīng)，對于重復(fù)曝光的焦斑和/或像素提供陣列50中的多個LD。在一些示范實施例中，以3000RPM的速率來旋轉(zhuǎn)多邊形物體。術(shù)語“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、"包含(includes)”、“包含(including)”^具有(having)”及其同源詞意味著“包括但不限于”。 術(shù)語“由……組成”意味著“包括且限于”。術(shù)語“實質(zhì)上由……組成”意味著組合物、方法或結(jié)構(gòu)可以包括附加的組分、步驟和/或部件，但是只要該附加的組分、步驟和/或部件沒有在物質(zhì)上變更所要求保護(hù)的組合物、方法或結(jié)構(gòu)的基本和新穎特性即可。要領(lǐng)會的是，還可以在單個實施例中按照組合來提供為了清楚而描述在單獨實施例的上下文中的、本發(fā)明的某些特征。相反地，還可以單獨地或按照任何合適的子組合或者如在本發(fā)明任何其他所描述的實施例中合適地提供為了簡潔而描述在單個實施例的上下文中的、本發(fā)明的各個特征。不要將描述在各個實施例的上下文中的某些特征認(rèn)為是這些實施例的實質(zhì)特征，除非該實施例在沒有這些元素的情況下是無法操作的。
權(quán)利要求
1.一種直接成像系統(tǒng)，包括 照明單元，包括多個光源，所述多個光源被配置為發(fā)射多個波束； 光學(xué)系統(tǒng)，用于形成要以位置或角度對準(zhǔn)的所述多個波束； 聲光調(diào)制器，被定位為接收以位置或角度之一對準(zhǔn)的多個波束，并且當(dāng)聲波在聲方向中傳播時，相繼地對所述多個波束的不同部分進(jìn)行衍射；以及 掃描兀件，適于以掃描速度、利用該聲光調(diào)制器所調(diào)制的多個波束來掃描曝光表面，其中將該掃描速度選擇為將所述多個波束的不同部分不相干地聯(lián)合為單一曝光焦斑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的系統(tǒng)，其中，所述多個光源是多個半導(dǎo)體激光二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的系統(tǒng)，其中，所述多個光源中的至少一個光源適于以與所述多個光源中的至少一個其他光源不同的波長來發(fā)射光。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的系統(tǒng)，其中，所述多個光源以在370-410nm之間的范圍發(fā)射光。
5.根據(jù)權(quán)利要求I的系統(tǒng)，其中，所述多個光源中的至少一個光源適于具有與所述多個光源中的至少一個其他光源不同的偏振。
6.根據(jù)權(quán)利要求I的系統(tǒng)，其中，按照一個或多個陣列來安排所述多個光源，其中，利用該直接成像系統(tǒng)的掃描方向來對準(zhǔn)每個陣列。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其中，所述陣列中的每一個陣列包括2-100個光源。
8.根據(jù)權(quán)利要求I的系統(tǒng)，其中，一次僅僅操作所述光源的一部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其中，該掃描元件是包括多個小面的旋轉(zhuǎn)多邊形物體，并且其中，在掃描期間，響應(yīng)于所述多個小面之一的角度來選擇所操作的光源的部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求I的系統(tǒng)，其中，所述多個光源中的每個光源與專用透鏡相關(guān)聯(lián)，其中，該專用透鏡適于對從光源發(fā)射的波束進(jìn)行成形。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中，該專用透鏡適于對要在與掃描方向垂直的方向中延長的波束進(jìn)行成形。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中，該專用透鏡適于對要在與交叉掃描方向垂直的方向中延長的波束進(jìn)行成形。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中，該聲光調(diào)制器與用于接收所述多個波束的孔徑相關(guān)聯(lián)，并且其中，該專用透鏡和該光學(xué)系統(tǒng)適于對該波束進(jìn)行成形，以在與掃描方向垂直的方向和與交叉掃描方向垂直的方向中的至少一個中填充該孔徑。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中，該光學(xué)系統(tǒng)包括適于使來自被指引朝向該聲光調(diào)制器的所述多個光源的波束準(zhǔn)直的元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中，該光學(xué)系統(tǒng)包括遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)，其適于將所述多個波束指引到該聲光調(diào)制器的孔徑。
16.根據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中，所述多個波束的不同部分中的每一個包括來自從該聲光調(diào)制器接收的所述多個波束中的每一個的一部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中，所述多個波束的不同部分中的每一個包括來自所述多個波束的一個或多個波束。
18.根據(jù)權(quán)利要求I的系統(tǒng)，其中，該掃描速度被定義為匹配聲光調(diào)制器的聲速度乘以該系統(tǒng)的放大率，但是其處于相反方向中。
19.根據(jù)權(quán)利要求I的系統(tǒng)，其中，該聲光調(diào)制器是多信道聲光調(diào)制器。
20.根據(jù)權(quán)利要求I的系統(tǒng)，包括 至少兩個該照明單元；以及 至少一個光學(xué)元件，用于組合來自至少兩個該照明單元的對應(yīng)波束。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的系統(tǒng)，其中，來自多于一個照明單元的對應(yīng)波束在波長和偏振中的至少一個上相異。
22.一種用于直接成像的方法，該方法包括 提供照明單元，該照明單元包括多個光源，所述多個光源適于發(fā)射多個波束； 將所述多個波束指引朝向聲光調(diào)制器，使得以位置和角度之一對準(zhǔn)所述多個波束； 當(dāng)聲波在聲方向中傳播時，相繼地對所述多個波束的不同部分進(jìn)行衍射；以及 利用來自該聲光調(diào)制器的輸出、在掃描方向中掃描曝光平面，其中，以掃描速度來執(zhí)行該掃描步驟，并且其中，將該掃描速度選擇為將所述多個波束的不同部分不相干地聯(lián)合為單一曝光焦斑。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中，所述多個光源包括多個半導(dǎo)體激光二極管。
24.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中，所述多個光源中的至少一個光源適于以與所述多個光源中的至少一個其他光源不同的波長來發(fā)射光。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中，所述光源的陣列以370-410nm之間的范圍發(fā)射光。
26.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中，所述多個光源中的至少一個光源適于具有與所述多個光源中的至少一個其他光源不同的偏振。
27.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中，按照一個或多個陣列來安排所述多個光源，其中，利用該掃描的方向來對準(zhǔn)每個陣列。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中，所述陣列中的每一個陣列包括2-100個光源。
29.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，包括一次僅僅操作所述光源的一部分。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的方法，其中，響應(yīng)于用于該掃描的小面的角度來選擇所操作的光源的部分。
31.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，包括對要在與該掃描的掃描方向垂直的方向中延長的多個波束中的每一個進(jìn)行成形。
32.根據(jù)權(quán)利要求22的方法,包括對要在與該掃描的交叉掃描方向垂直的方向中延長的多個波束中的每一個進(jìn)行成形。
33.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，包括對所述多個波束中的每一個進(jìn)行成形，以在與該掃描的掃描方向垂直的方向和與該掃描的交叉掃描方向垂直的方向中的至少一個中填充該聲光調(diào)制器的孔徑。
34.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中，所述多個波束的不同部分中的每一個包括來自從該聲光調(diào)制器接收的所述多個波束中的每一個的一部分。
35.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中，所述多個波束的不同部分中的每一個包括來自所述多個波束的一個或多個波束。
36.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，包括使來自被指引朝向該聲光調(diào)制器的所述多個光源的波束準(zhǔn)直。
37.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，包括匹配聲光調(diào)制器的聲速度乘以該系統(tǒng)的放大率，但是在相反方向中匹配。
38.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，包括 提供多個照明單元，并且組合來自所述多個照明單元的對應(yīng)波束。
39.根據(jù)權(quán)利要求38的方法，其中，來自多個照明單元的對應(yīng)波束在波長和偏振中的至少一個上相異。
40.一種用于直接成像系統(tǒng)中的小面跟蹤的方法，該方法包括 提供光源陣列，該光源陣列適于發(fā)射波束陣列，其中利用該直接成像系統(tǒng)的掃描方向來對準(zhǔn)該光源陣列； 將來自該光源陣列的波束指引朝向聲光調(diào)制器，使得所述多個光源沿著比用于掃描的旋轉(zhuǎn)多邊形物體的單一小面的長度更大的長度來投射光； 利用來自該聲光調(diào)制器的輸出、在掃描方向中掃描曝光平面；以及 與該多邊形物體的旋轉(zhuǎn)協(xié)調(diào)地選擇性地操作所述光源的不同子集，其中，所選擇的光源的子集是在用于掃描的小面上進(jìn)行撞擊的光源。
41.根據(jù)權(quán)利要求40的方法，包括將陣列的每個光源調(diào)整為具有聲光調(diào)制器中的不同入射角，使得所操作的所述多個波束沿著用于掃描的小面的長度而進(jìn)行撞擊。
42.根據(jù)權(quán)利要求40的方法，包括與該多邊形物體的旋轉(zhuǎn)協(xié)調(diào)地，關(guān)斷來自所述多個光源的、用于發(fā)射撞擊在用于掃描的小面的邊緣附近或經(jīng)過用于掃描的小面的邊緣的波束的光源。
43.根據(jù)權(quán)利要求40的方法，包括將所操作的所述多個波束不相干地聯(lián)合為單一曝光焦斑。
全文摘要
一種直接成像系統(tǒng)包括照明單元，包括多個光源，所述多個光源被配置為發(fā)射多個波束；光學(xué)系統(tǒng)，用于形成要以位置或角度對準(zhǔn)的多個波束；聲光調(diào)制器，被定位為接收以位置或角度之一對準(zhǔn)的多個波束，并且當(dāng)聲波在聲方向中傳播時，相繼地對所述多個波束的不同部分進(jìn)行衍射；以及掃描元件，適于以掃描速度、利用該聲光調(diào)制器所調(diào)制的多個波束來掃描曝光表面，其中將該掃描速度選擇為將所述多個波束的不同部分不相干地聯(lián)合為單一曝光焦斑。
文檔編號G02B26/12GK102955252SQ201210292389
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者S.海涅曼, W.雷徹克, H.瓦格納, J.伯格夫, A.格羅斯 申請人:奧博泰克有限公司, 激光影像系統(tǒng)兩合公司