利用具有多个出射端口的放大器的雕刻制造技术

一种用于直接雕刻的设备，包括：以不同波长发射的多个激光二极管；复用器（１１），其用于将所述多个激光源聚集成单个激光束；稀土掺杂光纤放大器（１２），其用于将所述单个激光束放大以形成放大的单个激光束；解复用器，其用于将所述单个激光束分裂成多个放大的激光源；以及成像装置，其用于应用所述多个放大的激光源来对印刷版（５５）成像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用以更高效地产生印版(printing block)的、对由不同波长的激光二 极管组成的多个激光源的掺杂光纤放大(DFA)。
技术介绍
在当前的印刷技术中，通过将油墨从印版转移到成像表面来将最终图像传送到基 片。所述印版包括感光材料，其中通过用激光源对所选择的区域进行曝光来形成图像。可 以通过图案化掩模(膜)来进行曝光，然而，最常见的是通过一般在称为计算机直接制版 (CtP)的工艺中直接控制曝光光束来实现该曝光；在CtP系统中，在表面(印版)上扫描激 光束，并根据由计算机生成的数据来调制激光的强度。 已知在直接激光成像中使用的一系列印版是由诸如聚合物或橡胶的柔性材料制 成以便其可以附着于辊或圆筒以便着墨的柔性(柔)印刷版。当印版上的凸起的图像在印 刷过程期间与基片接触时发生油墨转移。为了进行直接激光图像设定，柔性印版由充当下 层光聚合物材料的光阻掩模的上层感光材料组成。在第一步骤中，将上层成像(烧蚀)成 期望的图案。在随后的步骤中，用紫外线(UV)光对柔性印版进行曝光。所述光聚合物使掩 模的未去除区域下面的材料固化，同时在去除区域下面，光聚合物保持其未固化的形式并 在随后的显影步骤中被冲掉。为了进行机械支撑，将这两个层置于由柔性聚合物制成的第 三基片层上。 其中去除UV曝光和随后的显影步骤的用于产生高分辨率柔性印版的替换方法是 直接雕刻到聚合物中。通过借助于激光烧蚀而选择性地去除材料来实现印版的成像。在印 版的表面上施加激光一次或多次，直至形成具有所需深度的3D特征。烧蚀的深度取决于材 料性质，诸如材料吸收激光能量的能力、吸收深度及材料的其它性质。对于给定材料来说， 为了使烧蚀发生，存在激光束的最小要求能量密度，在此阈值以上，制版机(Plate setter) 的生产率将取决于激光器的功率。 对来自激光源的高功率的此要求常常与高分辨率成像的要求相矛盾。为了使激光 器提供适当的成像分辨率，激光光斑必须具有被聚焦至特定光斑尺寸的能力。然而，由于衍 射效应，存在激光光斑可以被聚焦至的尺寸的基本最小值，该基本最小值取决于激光源的 波长和激光束的角散度。 以由理论极限设置的最小角散度被聚焦至特定光斑尺寸的激光光斑被称为是衍 射受限的。通过所谓的M^莫型来提供激光束超过此理论极限多少的定量度量。(由Thomas Johnston禾口 Michael Sanset在Ed. G. F. Marshal的"Handbook of Optical and Laser Scanning"中)讨论了通过"M2模型"对激光束的表征。本质上，由以下公式给出由激光源和用来使激光束聚焦的理想透镜产生的光斑 光斑尺寸=iM!AZ3 其中，A是激光源的波长，f是成像透镜的焦距，且D是透镜处的输入光束直径。 M2可以视为光束散度超过衍射极限的倍数。对于衍射受限光束，M2二 1。发射波长A = 10. 6 A m的光的C02激光器是由于长波长而受到限制的普遍激光器系统的示例。另一方面， 高功率激光二极管通常被设计为以低于1 A m的波长发射，但只有用具有相当大的散度即M2 比一 (unity)大许多倍的多模激光器腔才能实现大功率发射。 出于这些原因，以及随着光纤激光器技术的出现，基于掺镱(Yb)玻璃光纤的光纤 激光器作为用于高功率激光器应用的选择技术而出现，从而提供高光束质量M2接近于一， 以及A " 1. lym量级的波长。能够发射数百瓦特的光纤激光器可从例如IPG Photonics 之类的各禾中公司购买至U。 Ed. Michel J. F. Digonnet的第二版"Rare Earth Doped Fiber Lasersand Amplifiers"给出了对光纤激光器的评论。 虽然单个光纤激光器能够提供充足的输出功率，但存在对可以在CtP系统中使用 的单个激光束的功率的实际限制。按照惯例，在CtP中，将印版夹紧到转鼓并沿着平行于旋 转轴的轴在印版上扫描激光束。该生产率可以表示为每单位时间处理的印版材料的总面 积。因此，为了利用来自激光源的增大的功率来提高制版机的生产率，需要使鼓快速旋转。 同样地，如果使用被称为"平板式"或"绞盘式"的线性扫描法，则相对于激光束线性地扫描 印版，因此需要提高线速度。 然而，通常，存在使较高扫描速度变得越来越复杂的机械约束。因此，用于提高生 产率的常见方法是使用被定位于相邻阵列中的多个光纤激光束，针对印版的同时成像来独 立地调制每个光束。此类方法一般用于多个激光二极管源，其中通过对驱动电流的直接调 制来调制每个二极管。然而，激光二极管光纤激光器局限于通常小于lOOKHz的中频范围的 直接电流调制，其小于高速成像所需的频率。 为了克服光纤激光器的此缺点，标准方法是使用声光调制器(AOM)来调制光束。 对于多个光束，利用多个A0M，并且为每个光束提供单独的A0M。作为替换，向由多个RF电 压频率驱动的声光偏转器(A0D)提供对应于特定光束信道的调幅的每个RF频率。美国专 利No. 6， 822， 669 (Fischer等人)描述了与由多个RF电压驱动的单个AOM或多个AOM相结 合的多个光纤激光器的此类布置。 虽然AOM可以提供用于高速率调制的手段，但除了增大添加附加部件的复杂性和 成像头的成本之外，还存在与之相关的许多缺点。由于AOM不是完全地透明的，所以透过调 制器的光被衰减。 与AOM相关的另一缺点与其可靠性有关。当由AOM对光束进行调幅时，调制的上 升时间与穿过调制器的光束直径成比例。如果AOM以高调制速率工作，则入射在AOM上的 激光束直径必须小，因此，标准方法是使光束聚焦在调制器的输入孔径处。这导致光束的光 功率密度的显著增大且可能引起AOM的损坏。甚至功率密度的稍微过大都可能损坏AOM内 的晶体，从而导致对较高部分的激光束的光吸收和不可避免的装置故障。AOM的又一缺点 与RF电压驱动器相关。由于电能到声能的转换并不高效，所以需要从系统去除RF驱动器 内部由消耗的电能产生的热(通常通过水冷却来去除)，这增加了CtP的复杂性并削弱了其 可靠性。本专利技术的目标是提供用于利用回避使用声光装置的光纤激光器技术构造用于CtP 的多个激光束的方法。 在光纤激光器中，用于激光作用的增益介质是利用一个或多个激光二极管所泵浦的、掺杂有诸如镱(Yb"、铒(Er"、钕(Nd3+)或其它稀土金属的离子的光纤。为了使激光作 用发生，通过将一种谐振反射器引入到光纤中来形成腔体，所述谐振反射器可以是反射镜、 光纤环、光纤光耦合器、或文献中描述的其它布置。如果未将谐振反射器引入到增益介质 中，则经掺杂和泵浦的光纤可以充当发射到其中的低功率激光的光放大器。该布置则一般 称为"掺杂光纤放大器"(DFA)。 DFA增益介质的作用不限于单一低功率激光的放大。可以 由同一 DFA来同时放大多个激光输入，条件是激光的发射波长在DFA的光谱带宽内。此外， DFA可以以多级级联以提供多级放大。 在光纤通信、特别是波分复用(WDM)中广泛使用DFA应用，在波分复用中，使用主 要掺铒(Er3+)光纤放大器(EDFA)来放大多个信道内的光信号，每个信道具有在光纤中传播 的不同的波长。 美国专利No. 6， 212，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于直接雕刻的设备，包括：以不同波长发射的多个激光二极管；复用器，其用于将所述多个激光源聚集成单个激光束；稀土掺杂光纤放大器，其用于将所述单个激光束放大以形成放大的单个激光束；解复用器，其用于将所述单个激光束分裂成多个放大的激光源；以及成像装置，其用于应用所述多个放大的激光源以对印刷版成像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：H查耶，
申请(专利权)人：伊斯曼柯达公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]