一种用于多波束材料加工的图像旋转补偿方法技术

一个图像补偿多束光系统包括一个光束分离器配置为用于接收一个射入光束，将其分割成多个处理光束，光扫描元件配置为用于接收多个处理光束并且在一个目标上扫描光束，和一个图像补偿系统配置为用于选择性地调整目标中的多个处理光束的旋转图像。一个补偿多束光图片的方法，包括用一个光束分离器将一个光束分割成多个处理光束，用光扫描元件在一个目标中扫描这些处理光束，并且选择性的调整目标中多个处理光束的旋转图像。光束通过光扫描元件穿过目标，并且选择性的调整目标中数个处理光束的图片的路线。

【技术实现步骤摘要】
一种用于多波束材料加工的图像旋转补偿方法
通常，本专利技术的
涉及多波束材料加工。更进一步来说，本专利技术涉及与多波束材料加工有关的图像校正。
技术介绍
激光的属性中，比如高能性和高精度性，其应用已经取得了更好的成功，有了实质性的进步。在一些应用中，将一束光被分割成多束的技术是非常有价值的。例如，在美国贝尔德专利号为8178818的专利中，一个激光处理系统将一个脉冲激光束分割成为多个小射野射束，并且控制性的调节它的振幅。这个系统将小射野射束依照顺序传递给它的处理的目标。其应用包括钻孔、切割、雕刻和切边，适用于微型设备的加工，例如计算机存储。在另外一个例子中，美国第7666759号专利中，公开了一种将一束光分割为多束光，对齐到环形元件，精确操控一批环形元件的方法。精确地将多光束指引到一个目标，仍存在一个对于多束光处理工业的挑战，在需要处理日益复杂精炼技术下而变得增加的公差的背景下，更是如此。因此，在多束光材料处理领域内仍然存在一个提升的空间。
技术实现思路
根据现有技术的一个方面，一个图像补偿多束光系统包括一个用于接收一个输入光束并将输入光束分割为多束处理光束的光束分离器；一光扫描元件，用于接收多束处理光束，并且在一个目标中扫描这些处理光束，一个图像补偿系统用于选择性的调整图像目标中多束处理光束的循环。输入光较好地从一个脉冲光源中发出，而多束光非常适合于材料加工。图像的选择性转动调整可以通过操作光扫描元件去校正一个转动的错误。在一些例子中选择性转动调整可以通过控制光束分离器的转动或者一个单独的图像旋转元件来实现。根据本专利技术的另一方面，一种用于补偿多波束图像的方法包括：使用光束分离器分离一输入光束使其进入多个处理光束。使用光束扫描光学器扫描所述多个的处理光束并穿过的目标。以及，选择性地调节多个处理光束的图像在一目标上的旋转。输入光较好地从一个脉冲光源中发出，而多束光非常适合于材料加工。图像的选择性转动调整可以通过操作光扫描元件去校正一个转动的错误。在一些例子中选择性转动调整可以通过控制光束分离器的转动或者一个单独的图像旋转元件来实现。上述和其他对内容，特征，和优点将在下文的详细描述中更为明显，相关参考附图不一定是按比例绘制。附图说明图1为一个根据本专利技术的主要方面绘制的图像补偿中的多波束材料处理系统的具体实施例的示意图。图2为图2是一个在一个目标上的多光束图像的示意图。图3为根据本专利技术的一个方面进行的图表图像的旋转误差校正。图4为根据本专利技术的一个方面，一个图像补偿中多束光材料处理系统的替代实施例的示意图。图5是依照本专利技术的另一个方面，一个多波束图像补偿方法的流程图。图6是依照本专利技术的各个方面的图5中流程图的一种变形。图7是依照本专利技术的各个方面的图5的方法的另一种替代方法的另一个流程图的变化部分。具体实施例参照图1，如图所示，根据本专利技术的一个方面，一个典型的多波束图像补偿系统10示意图。成像装置10中包括一个射入光束12，优选地，从脉冲激光源(未画出)射入,沿光轴14,光束分离16传播,以及一个图像补偿光束扫描元件以及子系统20。光束12射入光束分离器6，在具体实施例中是一个衍射光学元件将射入光束12衍射为多束单光束18。在另一个例子中，光束分离器16可以通过一个或多个棱镜，偏振或非偏振光分离立体或平面，立体或平面序列，或者其他适合此应用的光束分离器，提供多束光。光扫描元件20耦合于那些单光束18，并且以预设方式扫描光束18。在具体实施例中，光扫描元件20包括一个检流计扫描仪，具有一副可旋转反射镜来操控和引导光束，使光束18的传输位置能够直接对准传播路径。经过扫描的光束22直接射入一个可选目标24，并且在上面成像。光束分离器16可以通过图像补偿子系统的旋转控制器来进行可控旋转，与光扫描元件20提供的扫描转换器18进行匹配。在一些例子中，光扫描元件20可以包括一个Risley棱镜，一个或多个压控或声控快速操控反射镜，或者一个声光调制器。根据应用或系统的需要，光束分离器16可以包括提供一系列预定的单光束18。例如，如图1所示，结合图2所展示的一个简化了的光束18作为单光斑28的横断面图像，光束18是一些5个乘5个的有序排列的单光束(和相应的点)。在其他的一些例子中，也使用了一些不同的光束图案，比如，不同的序列，面积，形状等等。光斑28独立的预设的形式扫描至各自的处理区域30中。因此，多束光可以被用于同时处理一个目标表面从而进行精确加工、打孔等等。处理区域30通常具有很小的公差与重叠区,可达数十微米以下或更小。在一些例子中，多束光能够在扫描一个处理区域时控制公差，但是，如果不纠正，在光斑28转入处理区域32的相邻点时，一个或多个光斑28可能会超过公差允许范围。图1中多束光系统10的示意图简单展示了现有专利技术的特征和方面并和相应和配合关系。在多波束系统之外的光学装置可能会通过反射,折射,成像,调整处理射入光束12、多光束18和扫描版本22,或以其他方式处理光束12,18,22,这些均没有脱离本专利技术的专利技术构思和保护范围。例如，光束22可以通过f-theta棱镜进行电子成像到目标24中。许多光束可以通过一个或多个反射镜进行镜面反射或者通过一个或多个光传导棱镜进行传播。随着光束的传播路径中光学元素数量的增加,额外的对齐、像差、热、机械、和其他错误逐渐引入了多波束系统。但是随着加工领域的复杂性和光束公差要求的提高,错误变得难以纠正和消除。在光扫描元件20的扫描镜旋转时留下的一个非常小的角度可能会间接或直接的导致一个这样的错误检测不到。参照图3，一个图表放大展示了通过本专利技术的多个方面去纠正一个旋转错误的位置。未校正的光斑排列区域34显示有四个角不符合精度+/-4毫米平方。当分布区域通过光扫描元件20转化为一个误差位置之外时，区域34的旋转错误由描绘在图2中一个放大的估算误差的光斑28引发。逆时针旋转的旋转误差出现几度。在典型实施例中,系统中旋转的数量错误统计由于光束扫描元件20的作用，相对较小,如不到几度,不到1度,或小于0.1度。可能是顺时针或逆时针回转误差取决于光束的方向和距离的转化。调整的光斑排列区域36也是图3所示,四个角都符合精度+-4平方毫米。调整光斑排列区域36顺时针旋转为正确对齐通过同步旋转的光束分离器16旋转控制器26。它可以再一个自动旋转平台上通过光束分离器16非常方便的进行旋转调整，从而精确调整光束耦合到光束18与目标24。因此，在许多例子中，光束分离器16可以根据由光扫描元件20或者其他的多波束系统10来进行逆向调整。控制器26可以采用多种方式来控制光束分离器16的旋转。例如，一个包括光扫描元件30的与反射镜位置(或其他数值)有关的信号的信息可以被控制器26接收。反射镜位置信号可以给予一个发送给伺服系统的信号的控制信号来控制光扫描元件20的扫描位置。或给予一个发送给控制器26的一个探测信号来探测反射镜位置。在这些其他的例子中，一个包括扫描数据的图像文件也可以用来控制应用与光束分离器16的逆向旋转。例如，图像文件可以同时被发送到控制器26和光扫描元件20中。控制器26可以通过一个预置或计算过的数据以一个持续的形式或者离散的实行逆向旋转光束分离器16。同样，在一些例子中，逆向旋转仅仅在光扫描元件20的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个图像补偿多束光系统，包括：光束分离器，配置为用于接收射入光束并将接收的光束分离为多个处理光束光扫描元件，配置为用于接收多个处理光束并且在一个目标中扫描这些处理光束；并且一个图像补偿子系统，配置为用于选择性地调整目标中的多个处理光束的旋转图像。

【技术特征摘要】
2013.06.11 US 13/915,5091.一个图像补偿多束光系统，包括：光束分离器，配置为用于接收射入光束并将接收的光束分离为多个处理光束；光扫描元件，配置为用于接收多个处理光束并且在一个目标中扫描这些处理光束；并且一个图像补偿子系统，配置为用于选择性地调整目标中的多个处理光束的旋转图像；所述图像补偿子系统用于选择性的将光束分离器绕着一个或多个光轴旋转。2.如权利要求1中所述的图像补偿多束光系统，其特征在于，所述射入光束是指脉冲激光束。3.如权利要求1所述的图像补偿多束光系统，所述光束分离器是一个离散光学元件。4.如权利要求1所述的图像补偿多束光系统，还包括一个图像旋转元件，并且图像补偿子系统特征在于图像旋转元件选择性的绕着一个或多个光轴旋转。5.如权利要求4所述的图像补偿多束光系统，其特征在于，所述图像旋转元件是鸽子棱镜、佩肯棱镜、无源阿贝棱镜、柱面棱镜望远镜中的一种。6.如权利要求1中所述的图像补偿多束光系统，其特征在于，通过图像补偿子系统的逆向旋转来纠正由光扫描元件引入的图像错误。7.如权利要求6中所述的图像补偿多束光系统，其特征在于，所述逆向旋转角度小于1度。8.如权利要求1中所述的图像补偿多束光系统，其特征在于所述图像补偿子系统从与光束扫描元件相关的一个或多个移动值中确定一个旋转值。9.如权利要求1中所述的图像补偿多束光系统，其特征在于所述光扫描元件包括一个带有一副角度可控的扫描镜的检流计扫描仪。10.一种用于补偿一个多束光图像的方法，包括：将一束射入光...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯科特·R·卡尔森，
申请(专利权)人：恩耐激光技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US