多光束二极管泵浦的成象系统技术方案

一种单激光晶体由多个泵浦源驱动，以得到分离、准直的输出，而没有明显的热串扰，使得一个泵浦源的作用不会对驱动同一晶体的其他源的工作产生有害干扰；即从一个晶体区发出的图象输出不会失效，也不会引起其他区域的伪图象输出。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数字打印装置及方法，尤其涉及如平板印刷组件的记录介质的成象系统。相关现有技术使用激光光源的成象器件常常用光纤装置将激光输出传送到其目的地。这免去了设计者使激光直接相邻于记录介质物理定位的必要。例如，美国专利US.5,351,617和US.5,385,092(这些专利说明书的全文都是本申请的参考文献)公开了用激光在平板印刷板构件上刻印图象的情况。如这些专利所述，激光输出可以从远处发出，并借助于光纤和聚焦透镜装置而照射到记录空白处。重要的是，当辐射光聚焦在多种类型的记录介质上时，要保持满意的聚焦深度，即，距记录表面上理想角度的允许偏差。允许的聚焦深度对于成象装置的结构和使用都是重要的；工作聚焦深度越小，需要的精细机械调节工作越多且易损性越大，以致由于正常使用时出现的对准偏差而使性能降低。通过保持光束发散性为最小，而使聚焦深度最大。为减小光束发散在光学方面所作的努力还减小了能力密度，因为透镜不能改变它所修正的光辐射的亮度；透镜只能改变光路。于是，光学修正在聚焦深度与功率损耗之间存在固有的交替损益。美国专利US.5,822,345公开了一种方法，利用半导体或二极管激光器的发散输出光学泵浦-激光晶体，而其本身还发出可观功率密度的基本无发散的激光束，该激光晶体将发散的输入光转换成有更高亮度的单模输出。激光晶体的输出被聚焦在记录介质表面上，以实现成象功能。该美国专利5,822,345所公开的方案使用一个独立晶体作每个二极管泵浦源。由于激光晶体和其工作的特性，这通常是必需的。在有光学激励存在的情况下，由这些光学增益晶体构成的共振腔是平面-平面的整块；但当光功率传递到这种晶体的一个端面时，该面和相对的面会弯曲-体热透镜效应。为了做到横向单模工作(优选的是最低次基模TEM00)，要利用尽可能接近衍射受限光源的发散输出，在考虑体热透镜效应的设计中必须采用该晶体。该现象使从单个激光晶体得到多个独立输出更为困难。即使每个泵浦源的能量被限制在一个晶面上的离散区域中，在一个区域中产生激光所需的热透镜作用通常将要影响到其他区域，进而导致相互干扰。该情况称为“热串扰”。因此，现行的技术状况是每个激光通道用一个独立晶体，这不仅导致晶体及其装配成本的增加，而且也使独立聚焦组件的成本增加。此外，美国专利US5351617和US5385092(及更为相关的美国专利US5764274)所述的结构试图永久地将二极管激光器插件固定在光纤上。这是由于需要将激光能量有效地耦合到光纤的端面中去。所以，部件被永久地连接，以保持在工作时其间的对准不受干扰。如果二极管损坏了，不仅是二极管而是整个光纤组件必须更换。这样的要求是美国专利US5764274所述方案中一个小小推论，因为该光纤与聚焦组件相耦合，用于SMA连接器等等，它可以方便地去除和移动。在具有光纤输出端的方案中，无需可接触到内部或需要更多的复杂安装操作，但是，在光纤输入端永久地固定二极管无疑可以显示出其缺点。专利技术概要第一方面，本专利技术涉及可以用多个泵浦源驱动单个激光晶体而得到离散的准直输出，并且没有明显的热串扰。本文所用术语“明显热串扰”的含义应当理解为成象领域中的术语。基本上讲，它意味着一个泵浦源的作用不与其他驱动同一晶体的源发生横向相互干扰；即从一个晶体区域发出成象输出既未消失也没有引起其他区域的伪图象输出。事实上，“图象输出”的构成还取决于用途。在平板印刷场合下，“图象输出”在印刷板上产生一个光点，对油墨不粘合(由板的属性)的该板改变了对油墨或流体的亲和性。所以，即使激光输出对该板上产生某些物理效应，也不是“成象输出”，除非使用该板时这种效应转换成了平板印刷功能的效果。因此，未高到成象输出(或其消失)量级的较小热串扰，未达到“显著热串扰。”根据本专利技术的这个方面，为了将与热透镜有关的热限定在特定的晶体区域而进行测量，同时尽最大可能地对这些区域隔热。于是，在一个实施例中，激光晶体的前面具有一串平行槽，和一对垂直于槽在该晶体前面上延伸的间隔开的金属条。这些槽和条用于对其所限定的区域进行隔热，且这些区域与泵浦源对准，以使得泵浦源的输出照射到条和槽所围区域中心的前晶面上。这种配置可以包括永久安装的用于将泵浦能量传导到晶体上的纤维。因此，第二方面，本专利技术在纤维输入端提供了泵浦激光二极管可拆卸附件。在一个实施例中，此附件采用了一个蓝宝石窗，和一个将纤维的(输入)端面与该窗相抵的固定件。在另一个实施例中，泵浦激光输出耦合到其另一端与晶体前面相对接的纤维中。例如，一种适合的布局包括一激光二极管；与激光二极管相对应的微透镜(如永久粘在二极管输出狭缝)；其一侧与微透镜(如永久粘在与二极管狭缝相反的透镜上)对应的蓝宝石窗，和一个用于可拆卸地接受光纤使得其端面与蓝宝石窗的自由面相接触的固定件，以构成从激光二极管到光纤端面的连续光路。适用于包含同轴围绕光纤的螺纹套管等连接器(如SMA连接器)中所附光纤的适合固定件，可以包括一个具有用于接受套管的外螺纹和用于接纳有光纤的孔的管状芯柱。蓝宝石窗放置在固定件的后面，且固定件内元件之间的关系根据光纤伸入或伸出连接器的距离而定，以确保当连接器连接时，光纤端面与蓝宝石窗可靠地接触。在第三个方面，本专利技术利用了成象器件的典型阵列结构，以减小成象偏差。本专利技术的这个方面适于组成为一或多组(每组可以包括可产生多个激光输出的多重泵浦的激光晶体)并聚焦在转鼓上的任何图象输出系统。该鼓每转动一次，一组中的每个输出都产生一列或一“条”象点(根据与所提供图象对应的数据)；相邻条的距离对应于图象的分辨率，且每当该鼓转动完一次时，由其量值对输出进行标引，以开始进行下一条。本专利技术采用可变标引，打乱了与特定输出对应的明显偏差的周期性，从而减少了其可见的影响。具体地讲，首先用分辨率对每组激光晶体的输出进行标引，直至每组内相邻输出光束之间的区域都已经被扫过了。然后，再用一组中第一与最后输出之间的较大距离(或对鼓上的记录介质，表示为该组输出所跨过的成象区轴向宽度)对每组进行标引，再如前用分辨率距离对每组再次进行标引。该过程是连续的，直至相邻组之间的所有未成象的区域都扫描完为止。附图简要说明通过本专利技术下面参考附图的详细说明，前述的讨论将会更为易于理解，其中附图说明图1是一个表示本专利技术基本构件的平面示意图；图2是一个适用于接受四个独立输入而没有明显串扰的晶体的等长视图。图3是一个用于可拆卸地使光纤耦合到激光泵浦二极管上的第一构件的截面图，其光纤部分地插入到该构件中；以及图4是一个用于可拆卸地使光纤耦合到激光泵浦二极管上的第一构件的截面图，其中光纤已从该组件上拆卸下来。首先参考图1，其中示意性地表示出本专利技术的基本构件。记录介质50，如平版印刷空白板或其他图象工艺构件，在成象过程中被固定在一支撑件上。在所述设备中，该支撑件是一个被记录介质50围绕着的圆柱52，且其如箭头所示转动。如果需要，圆柱52可以直接地并入到传统平版印刷的设计中作为印刷的版柱。圆柱52支撑在一个框架上，并由标准电机或其他传统机构驱动而转动。与探测器55对应的转轴编码器检测圆柱52的角位置。如下文所述，本专利技术的光学组件可以安装在读写头上，当圆柱52转动时该读写头可在垂直于记录介质的螺杆和导杆组件上移动。读写头的轴向移动由步进电本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于形成激光响应记录构件的装置，该装置包括： ａ．至少一个阵列，其每一个包含多个图象输出源，每个阵列的源彼此间隔开一个源间距并产生一输出，每个阵列具有一个等于第一源与最后源间距离的区段宽度； ｂ．用于将输出在记录构件上聚焦成一组按光点间距隔开图象光点的机构； ｃ．通过源间距标引每个阵列的机构，从而通过连续增加点间距使象点偏移；以及 ｄ．通过源间距作标引之后，用区段宽度标引每个阵列的装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JG索萨，
申请(专利权)人：压缩技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]