光束诊断装置和方法制造方法及图纸

一种光束诊断装置，包括一组或更多组相干光纤束，其中相干光纤束的一端被布置以接收来自动态移动或静态光束的光学信息，相干光纤束的另外一端被布置以将光学信息传输到传感器阵列。来自传感器阵列的数据然后可以同时被分析系统获取并被分析以确定光纤束的一个或更多个特征。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光束诊断，尤其涉及利用相干光纤束以描述动态移动或静止光束特征的。
技术介绍
光束分析仪(beam profiler)或光束诊断装置被用于例如描述入射到激光器或LED打印机的打印平面上的光束的空间、时间、焦距和能量特征。此外，光束分析仪可以被用于描述用于缺陷扫描、条形码扫描或其它物理测量的激光扫描仪的光束特征。商业上可以获得诸如Photon公司制造的动态或移动光束用BeamPro或Dynamic BeamProfiler的光束诊断装置，如激光打印机中的装置。在这些装置中，激光打印机的激光头的光束直接用位于光学系统的焦平面上的CCD或面积传感器进行测量。可以用于光束分析仪系统中的示例传统光束分析头64显示在图7中，其显示了光束分析头64的两个视图。如图7中所示，光束分析头64包括沿着一直线布置的多个单独电荷耦合装置(CCD)或其它面积阵列传感器60。每个单独传感器60安装在例如可以被定位以接收来自打印头扫描线的光的安装台62上。图8示出了在图像平面20中沿着扫描线21的光束30的光栅扫描。例如，这样的光栅扫描表示激光打印头的光学输出。典型地，在光束30沿着扫描线21被光栅扫描时所述光束沿着实际的束径82被调制产生多个单独的脉冲80。如所示出的那样，立即会产生两个问题弓弯和线性。光束30的弯曲描述了束径82从扫描线21的发散。线性指的是沿着扫描线21在单独脉冲80的间隔中的变化。如图7所示，当前的光束分析头存在问题。例如，光束分析头64包括多个面积阵列60，每个面积阵列60需要单独的用于每个阵列的单独读出和分析回路。此外，在一个帧中难于获取所有面积阵列60中的数据。此外，每个面积阵列60被安装在保持器中，该保持器限制每个阵列60可以靠相邻阵列多近。结果，存在对哪部分的扫描线21可以由分析头64监测的限制。此外，每个单独阵列60被安装在衬底62上。这样安装的通常公差导致每个阵列60相对于衬底62在高度上发生变化。这导致这样的事实不是所有的单独阵列60都位于图像平面20中，从而导致束径82中的测量光束30变化。除了动态光束外，存在其它的扫描缝隙系统，用于测量诸如LED打印头中的静态光束，或用于通过光束的静态定位描述诸如缺陷扫描仪的动态扫描系统中的光束特征。剖面直接用布置在光学系统焦平面上的扫描缝隙直接测量。用于描述LED打印头特征的扫描缝隙剖面分析方法在C.K.Kamimura和Y.Aiko的“高解析度LED打印头(High Resolution LEDPrint Head)”(OKI Technical Review，Vol.64，pp.61-64，1998年8月)中进行了讨论。标题为“具有规则光纤光阵列的电子扫描仪或打印机(ElectronicScanner or Printer with Ordered Fiber Optic Array)”的美国专利No.5155790公开了一种利用多个光纤导管的电子扫描仪或打印机。此外，光纤或光纤束的应用示例可以在诸如标题为“(用于排列图像传感器模块的方法和装置(METHOD AND APPARATUS FOR ARRAYING IMAGE SENSORMODULES)″的美国专利No.4,323,925，标题为″具有光纤光束的电子光学扫描仪(ELECTRONIC OPTICAL SENSORS WITH FIBER OPTICBUNDLES)″的美国专利No.4,441,817，标题为″光纤光传输装置，模块组件和制造方法(FIBER OPTIC LIGHT TRANSFER DEVICE，MODULARASSEMBLY AND METHOD OF MAKING″)的美国专利No.4,650,280，以及标题为″包括成束光纤的辐射图像探测装置(RADIATION IMAGEDETECTION APPARATUS INCLUDING BUNDLED OPTICAL FIBERS)″的美国专利No.5,550,380中找到。但是，需要提供一种光束诊断装置，能够很容易对齐并对光束全部特征提供静态或动态光束的同时测量。
技术实现思路
根据本专利技术，提供一种用于在打印平面周围在多个任意位置上同时测量扫描光束或多个光束和描述扫描光束或多个光束特征的方法和装置。本专利技术的实施例可以在所有的传感器上测量光束空间剖面、传播方向中的束腰位置、光束时间剖面以及光束位置。根据本专利技术一些实施例的光束诊断装置包括一组或更多组单独相干光纤束，每组相干光纤束包括多个单独光纤束，其中每个单独光纤束的第一端被定位以接纳来自成像平面周围的一个或更多个光束的光学信息；以及相干光纤束的第二端被定位以将光学信息传输到能够同时检测来自每个单独光纤束的第二端的光的光学传感器。在一些实施例中，一组或更多组相干光纤束中的每一组传输光学信息以允许确定光束空间剖面、光束位置、束腰、光束功率以及光束时间剖面中的至少一个。在一些实施例中，光学信息包括图像数据。在一些实施例中，一个或更多个单独光纤束可以是放大束。在一些实施例中，每组相干光纤束的单独光纤束可以被布置以提供足以确定一个或更多个光束的一个或更多个特征的数据。在一些实施例中，一组或更多组相干光纤束包括每个单独光纤束的第一端沿着成像平面中的路径定位的一组相干光纤束。在一些实施例中，一组或更多组相干光纤束包括每个单独光纤束的第一端沿着成像平面中的第二路径连续定位的一组相干光纤束。在一些实施例中，一组或更多组相干光纤束包括每个单独光纤束的第一端沿着第三路径连续定位且其中第一端相对成像平面在深度上交错的一组相干光纤束。在一些实施例中，来自一组相干光纤束的数据可以被用于确定束腰。第一路径、第二路径和第三路径在一些实施例中可以是光束的扫描线。在一些实施例中，一组或更多组光纤束的每个单独相干光纤束的第二表面被阵列布置。在一些实施例中，所述面积或面积阵列是耦合的CCD相机以同时检测来自每个单独光束组的光。在一些实施例中，数据获取和控制系统可以被耦合以接收来自所述面积或面积阵列传感器的数据。在一些实施例中，一个或更多个单独光学传感器被定位以检测靠近成像平面中的单独相干光纤束第一端的光。在一些实施例中，单独光学传感器被耦合到每个单独相干光纤束的第一端的平面以传输光学信息从而允许进行光束功率和光束时间剖面(profile，模式)测量。根据本专利技术一些实施例的描述光束特征的方法包括定位每个单独相干光纤束的第一端，从而所述第一端位于光束的成像平面内或光束的成像平面周围，以从所述光束中获得光学信息；将每个单独相干光纤束的第二端定位在光束平面上的阵列内；提供面积或面积阵列传感器以收集设置在每个单独相干光纤束第二端的光学信息；将来自面积或面积阵列传感器中的数据接收到数据获取和控制系统中；以及分析所述数据以提供光束的一个或更多个特征。在一些实施例中，光束的一个或更多个特征包括光束空间剖面测量、束腰测量、光束位置测量、光束功率测量以及光束时间剖面测量中的至少一个。在一些实施例中，定位第一端包括沿着成像平面中的路径定位每个单独相干光纤束的第一端。在一些实施例中，定位第一端包括沿着成像平面中的第二路径连续定位单独相干光纤束的第一端。在一些实施例中，定位第一端包括从成像平面在不同高度定位单独相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光束诊断装置，包括：一组或更多组单独相干光纤束，每组相干光纤束包括一个或更多个单独光纤束，其中每个单独光纤束的第一端被定位以接收来自成像平面周围的一个或更多个光束的光学信息；以及相干光纤束的第二端被定位以将光学信 息传输到光学传感器，所述光学传感器能够同时检测从每个单独光纤束的第二端传输的光。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗里L格特曼，约翰M弗莱舍，
申请(专利权)人：沃顿有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]