DE10297383B4

DE10297383B4 - Phasenmodulationseinrichtung und Phasenmodulationsverfahren

Info

Publication number: DE10297383B4
Application number: DE10297383.0T
Authority: DE
Inventors: Yasunori Igasaki; Norihiro Fukuchi
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2001-10-25
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2016-07-28
Anticipated expiration: 2022-10-26
Also published as: US7209279B2; CN1575432A; KR20040045423A; JPWO2003036368A1; CN100397147C; US20050063032A1; KR100910016B1; DE10297383T5; US20070162266A1; WO2003036368A1; JP4420672B2

Abstract

Phasenmodulationseinrichtung, umfassend:
eine lichtemittierende Lichtquelle (10);
eine Addiervorrichtung (60e), die ein gewünschtes Phasenmuster und ein Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster zum Korrigieren der Wellenfrontverzerrung des Lichts addiert zum Erzeugen eines verzerrungskorrigierten Phasenmusters; und
einen elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulator (40), der das Licht in Übereinstimmung mit dem verzerrungskorrigierten Phasenmuster phasenmoduliert;
eine Messvorrichtung (200, 210, 70, 220), die optisch die Wellenfrontverzerrung des Lichts misst, um das die Wellenfrontverzerrung angebende Wellenfrontverzerrungsphasenmuster zu erzeugen; und
eine Erzeugungsvorrichtung (60c), die ein Vorzeichen des Wellenfrontverzerrungsphasenmusters invertiert, um das Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster zu erzeugen,
wobei
der elektrisch adressierte phasenmodulierte räumliche Lichtmodulator (40) eine Eingabe-/Ausgabefläche (150b) hat zum Empfangen und Emittieren des Lichtes damit; und
das Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster ein Phasenmuster einschließt zum Korrigieren der durch die Eingabe-/Ausgabefläche (150b) hervorgerufenen Wellenfrontverzerrung des Lichts.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Phasenmodulationseinrichtung, ein Phasenmodulationsverfahren, ein Programm zum Durchführen des Phasenmodulationsverfahrens und ein Aufzeichnungsmedium, auf welchem ein Programm aufgezeichnet ist. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Phasenmodulationseinrichtung und ein Phasenmodulationsverfahren zum Modulieren der Phase eines Laserstrahls unter Verwendung eines phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators, ein Programm zum Durchführen des Phasenmodulationsverfahrens und ein Aufzeichnungsmedium, auf welchem das Programm aufgezeichnet ist.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Es ist eine Phasenmodulationseinrichtung vorgeschlagen worden, die einen phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulator verwendet zum Modulieren der Phase eines Laserstrahls in Übereinstimmung mit einem von einem Computer berechneten Phasenmuster. In der Phasenmoduliereinrichtung wird ein Phasenmuster zu dem phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulator geschrieben, um von einem Laserstrahl abgestrahlt zu werden, so dass ein mit dem Phasenmuster moduliertes Phasenmodulationslicht erzeugt wird.
Das japanische Patent JP 2,785,427 B2 beschreibt ein Verfahren zum Modulieren der Phase und Intensität von Licht unter Verwendung eines räumlichen TN-Flüssigkristall-Lichtmodulationselementes. In diesem Verfahren wird ein auf dem räumlichen TN-Flüssigkristall-Lichtmodulationselement anzuzeigendes Phasenmuster unter Berücksichtigung der Phasenverzerrung ausgebildet, die bedingt durch die über den räumlichen TN-Flüssigkristall angelegte Treiberspannung auftritt. US 5,589,955 A offenbart eine optische Vorrichtung zum Reproduzieren eines gewünschten Musters auf einem Objekt, mit einer Quelle für kohärentes Licht, einer Orts-Lichtmodulationseinrichtung zum zweidimensionalen Phasenmodulieren der Wellenfront des von der Quelle für kohärentes Licht stammenden Lichts, einer Einrichtung zum Aufbringen der modulierten Wellenfront auf das Objekt, und einer Steuereinrichtung zum Steuern der Orts-Lichtmodulationseinrichtung in Abhängigkeit von Hologramm-Daten, um hierdurch ein dem gewünschten Muster entsprechendes Hologramm auf der Modulationseinrichtung darzustellen.
WO 01/59 505 A1 offenbart einen Laserkondensor umfassend eine Mehrzahl von Laserlichtquellen; einen Raumlichtmodulator des Reflexionstyps zur Modulation von Laserlichtstrahlen, um die Wellenfront des Laserlichtausganges von den Lichtquellen zu korrigieren; und eine Kondensorlinse zur Konzentration des Laserlichtstrahlenausganges vom Raumlichtmodulator des Reflexionstyps.
PREISGABE DER ERFINDUNG
Falls eine Phasenmodulationseinrichtung bereitgestellt wird mit einer Laserlichtquelle, einem phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulator und einem optischen System zum Lenken eines Laserstrahls, kann gegebenenfalls phasenmoduliertes Licht mit einem von dem erwarteten abweichenden Phasenmuster erzeugt werden, wenn durch die Laserlichtquelle Phasenverzerrung des Laserstrahls in den Laserstrahl hervorgerufen wird, den phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulator oder das optische System zum Lenken des Laserstrahls.
Demgemäß wird ein Versuch unternommen zum Reduzieren der Phasenverzerrung durch Zusammenbauen des optischen Systems unter hohen Kosten oder Verbessern der Planheit des auf der Leseseite des phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators vorgesehenen Substrats.
Um einen phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulator herzustellen, der ein Leseseitensubstrat mit hoher Planheit hat, müssen teure Materialien verwendet werden, was die Herstellung des phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators erschwert. Folglich sind die Herstellungskosten sehr hoch. Dies macht die Massenproduktion der Phasenmodulationseinrichtung schwierig.
Wie in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung JP H10 186283 A beschrieben, wird ein mit phasenmodulierten Licht hergestelltes Ausgangsbild erfasst
und ein phasenmodulierter räumlicher Lichtmodulator wird basierend auf dem erfassten Ergebnis schleifengeregelt. Folglich wird ein nahezu ideales Ausgangsbild ausgebildet durch Kompensieren des charakteristischen Versatzes des gesamten optischen Systems.
Gemäß dem in der japanischen ungeprüften Patentanmeldungsveröffentlichung JP H10 186283 A offenbarten Bildausbildungsverfahren muss die Regelschleife wiederholt werden, bis ein gewünschtes Ausgangsbild erhalten wird, was lange dauert zum Erzeugen des Ausgangsbildes. In der praktischen Anwendung erfährt das Ausgangsbild eine zufällige Schwankung wegen der Änderungen in der Lichtquelle. Wenn die zufällige Schwankung gemeinsam mit der der Schleifenregelung inhärenten Schwankung erfasst wird, ist es im Wesentlichen schwierig, eine exakte Regelung auszuführen.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht zum Lösen der oben beschriebenen Probleme. Ein Ziel der Erfindung ist, eine Phasenmodulationseinrichtung bereitzustellen, die Licht in Übereinstimmung mit einem gewünschten Phasenmuster exakt leicht und schnell phasenmodulieren kann.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist, eine Phasenmodulationseinrichtung bereitzustellen, die bei niedrigen Kosten hergestellt werden kann.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, ein Phasenmodulationsverfahren bereitzustellen, das Licht in Übereinstimmung mit einem gewünschten Phasenmuster exakt leicht und schnell phasenmodulieren kann.
Noch ein weiteres Ziel der Erfindung ist, ein Programm bereitzustellen, das das obige Phasenmodulationsverfahren ausführen kann und ein Aufzeichnungsmedium, das das Programm speichert.
Um die obigen Ziele zu erreichen ist die vorliegende Erfindung gekennzeichnet durch eine Phasenmodulationseinrichtung, die einschließt: eine lichtemittierende Lichtquelle;
eine Addiervorrichtung, die ein gewünschtes Phasenmuster und ein Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster zum Korrigieren der Wellenfrontverzerrung des Lichts addiert zum Erzeugen eines verzerrungskorrigierten Phasenmusters; und
einen elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulator, der das Licht in Übereinstimmung mit dem verzerrungskorrigierten Phasenmuster phasenmoduliert. Wenn eine Summe des gewünschten Phasenmusters und des Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmusters einen negativen Wert hat oder einen Wert gleich oder größer als 2π, generiert die Addiervorrichtung als verzerrungskorrigiertes Phasenmuster einen durch Dividieren der Summe durch 2π erhaltenen Rest.
In der vorliegenden Erfindung werden das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster zur Korrektur der Wellenfrontverzerrung und das gewünschte Phasenmuster getrennt voneinander vorbereitet. Diese Muster werden dann zusammen addiert zum Erzeugen eines wellenfrontverzerrungskorrigierten Phasenmusters. Dann wird der elektrisch adressierte phasenmodulierte räumliche Lichtmodulator in Übereinstimmung mit dem wellenfrontverzerrungskorrigierten Phasenmuster angetrieben. Es ist möglich, Licht, ohne dass es lichtverzerrungskorrigiert ist, präzise zu phasenmodulieren unter Verwendung des gewünschten Phasenmusters. Da das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster zum Korrigieren der Wellenfrontverzerrung und das gewünschte Phasenmuster zusammenaddiert werden, kann die Einrichtung zum Erzeugen des wellenfrontverzerrungskorrigierten Musters innerhalb kurzer Zeit eine einfache Konfiguration haben. Daher kann die Phasenmodulationseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Echtzeitsteuerung durchführen und mit niedrigen Kosten hergestellt werden.
Vorzugsweise schließt das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster ein Phasenmuster ein, das durch Invertieren eines Vorzeichens eines die Wellenfrontverzerrung des Lichts angebenden Wellenfrontverzerrungsphasenmusters erzeugt wird. Die Wellenfrontverzerrung kann zuverlässig korrigiert werden, weil das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster durch Invertieren des Vorzeichens des Wellenfrontverzerrungsphasenmusters erzeugt wird.
Wenn ein durch Addieren des gewünschten Phasenmusters und des Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters erhaltener Phasenwert einen negativen Wert hat oder einen Wert gleich oder größer als 2π, erzeugt die Addiervorrichtung als verzerrungskorrigiertes Phasenmuster einen durch Dividieren des Phasenwertes durch 2π erhaltenen Rest. Zum Finden des durch Teilen des Negativwertes des Phasenwertes um 2π erhaltenen Restes ist es ausreichend, den Absolutwert des Negativwertes zu bestimmen und einen minimalen positiven Wert derart zu finden, dass die Summe des Absolutwertes und des minimalen positiven Wertes gleich einem ganzzahligen Vielfachen von 2π ist. Wenn die Summe des gewünschten Phasenmusters und des Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters einen negativen Wert hat oder einen Wert gleich oder größer als 2π, wird der durch Dividieren der Summe durch 2π erhaltene Rest als verzerrungskorrigiertes Phasenmuster erzeugt. Demnach kann der elektrisch adressierte phasenmodulierte räumliche Lichtmodulator, selbst wenn der elektrisch adressierte phasenmodulierte räumliche Lichtmodulator keine Fähigkeit hat, Phasenmodulation an Licht mit einem größeren Phasenmodulationsbetrag als 2π auszuführen, Phasenmodulation an einem Phasenwert ausführen, das heißt, dem durch Dividieren der Summe durch 2π erhaltenen Rest. Demnach wird durch Durchführen von Phasenmodulation an dem Rest die Einrichtung als Phasenmodulation an einem Phasenwert gleich oder größer als 2π ausführend betrachtet.
Vorzugsweise schließt eine Phasenmodulationseinrichtung der vorliegenden Erfindung ferner eine Speichervorrichtung ein, die das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster speichert. Die Addiervorrichtung liest das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster aus der Speichervorrichtung und addiert dann das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster zu dem gewünschten Phasenmuster.
Da das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster gespeichert wird, kann das wellenfrontverzerrungskorrigierte Phasenmuster durch bloßes Lesen des Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters und Addieren davon zu dem gewünschten Phasenmuster erzeugt werden. Das wellenfrontverzerrungskorrigierte Phasenmuster kann demnach innerhalb kurzer Zeit erzeugt werden.
In diesem Fall wird vorgezogen, dass die Phasenmodulationseinrichtung der Erfindung eine Aufbewahrungsvorrichtung hat, die das gewünschte Phasenmuster im Voraus aufbewahrt. Die Additionsvorrichtung liest das gewünschte Phasenmuster und das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster individuell und addiert sie zusammen zum Erzeugen eines wellenfrontverzerrungskorrigierten Phasenmusters. Demnach ist es möglich, das wellenfrontverzerrungskorrigierte Phasenmuster innerhalb kurzer Zeit zu erzeugen.
Alternativ kann die Phasenmodulationseinrichtung der Erfindung eine Vorrichtung haben zum Erzeugen eines gewünschten Phasenmusters. In diesem Fall erzeugt die Addiervorrichtung ein wellenfrontverzerrungskorrigiertes Phasenmuster durch bloßes Addieren des gewünschten Phasenmusters und des gelesenen Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters. Entsprechend ist es möglich, ein wellenfrontverzerrungskorrigiertes Phasenmuster für irgendein Phasenmuster innerhalb einer kurzen Zeit zu erzeugen.
Eine Phasenmodulationseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung schließt ferner eine Eingabevorrichtung ein, die das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster empfängt. Die Addiervorrichtung addiert das empfangene Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster zu dem gewünschten Phasenmuster. Ein wellenfrontverzerrungskorrigiertes Phasenmuster kann durch bloßes Addieren des empfangenen Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters zu dem gewünschten Phasenmuster erzeugt werden. Demgemäss kann das wellenfrontverzerrungskorrigierte Phasenmuster innerhalb kurzer Zeit erzeugt werden.
Eine Phasenmodulationseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung schließt eine lichtemittierende Lichtquelle ein; eine Addiervorrichtung, die ein gewünschtes Phasenmuster und ein Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster zum Korrigieren der Wellenfrontverzerrung des Lichts addiert zum Erzeugen eines verzerrungskorrigierten Phasenmusters; einen elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulator, der das Licht in Übereinstimmung mit dem verzerrungskorrigierten Phasenmuster phasenmoduliert; eine Messvorrichtung, die die Wellenfrontverzerrung des Lichts optisch misst, um das die Wellenfrontverzerrung angebende Wellenfrontverzerrungsphasenmuster zu erzeugen; und eine Erzeugungsvorrichtung, die ein Vorzeichen des Wellenfrontverzerrungsphasenmusters invertiert, um das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster zu erzeugen. Das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster kann bloß durch Messen der Wellenfrontverzerrung und dann Invertieren des Vorzeichens dieser Verzerrung erzeugt werden. Demgemäss ist keine Komplexe Berechnung erforderlich. Und das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster kann schnell mit hoher Präzision erhalten werden. Zusätzlich kann das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster leicht unabhängig von dem gewünschten Phasenmuster erzeugt werden.
In diesem Fall wiederholt die Messvorrichtung vorzugsweise ein Messen der Wellenfrontverzerrung des Lichts, um das Wellenfrontverzerrungsphasenmuster zu erzeugen, das die Wellenfrontverzerrung anzeigt. Die Erzeugungsvorrichtung invertiert zum Erzeugen des Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters ein Vorzeichen des Wellenfrontverzerrungsphasenmusters jedes Mal, wenn die Messvorrichtung die Wellenfrontverzerrung des Lichts misst. Die Addiervorrichtung erzeugt das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster jedes Mal, wenn die Erzeugungsvorrichtung das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster, zu dem gewünschten Phasenmuster addiert, um das wellenfrontverzerrungskorrigierte Phasenmuster aufzufrischen. Der elektrisch adressierte phasenmodulierte räumliche Lichtmodulator phasenmoduliert wiederholt das Licht in Übereinstimmung mit dem aufgefrischten verzerrungskorrigierten Phasenmuster. Eine dynamische Wellenfrontverzerrung, sowie eine statische Wellenfrontverzerrung können in Echtzeit gemessen werden, so dass es möglich wird, ein Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster zu erzeugen, das viele Arten von Wellenfrontverzerrungen, die eine dynamische Verzerrung einschließen, korrigiert werden kann. Demnach kann phasenmoduliertes Licht mit hoher Präzision erzeugt werden.
In dem Fall, dass die Phasenmodulationseinrichtung der vorliegenden Erfindung eine Aufbewahrungsvorrichtung hat, die das gewünschte Phasenmuster im voraus aufbewahrt, liest die Additionsvorrichtung das gewünschte Phasenmuster von der Aufbewahrungsvorrichtung und addiert es dann zu dem Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster, welches wiederholt erzeugt wird, hierdurch wiederholt das wellenfrontverzerrungskorrigierte Phasenmuster aktualisierend. Entsprechend ist es möglich, phasenmoduliertes Licht mit einer Wellenfrontverzerrung präzise zu erzeugen, die eine korrigierte dynamische Verzerrungskomponente enthält. Im Falle, dass die Phasenmodulationseinrichtung der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung hat zum Erzeugen eines gewünschten Musters, fügt die Addiervorrichtung das erzeugte gewünschte Phasenmuster zu dem wiederholt erzeugten Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster hinzu, hierdurch das wellenfrontverzerrungskorrigierte Phasenmuster erneuernd. Demnach ist es möglich, phasenmoduliertes Licht mit der Wellenfrontverzerrung zu erzeugen, die eine korrigierte dynamische Verzerrungskomponente enthält.
Der elektrisch adressierte phasenmodulierte räumliche Lichtmodulator hat eine Eingabe-/Ausgabefläche zum Empfangen und Emittieren des Lichtes damit. Das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster schließt ein Phasenmuster ein zum Korrigieren der durch die Eingabe-/Ausgabefläche hervorgerufenen Wellenfrontverzerrung des Lichts. Hochgenaue Phasenmodulation kann durch Korrigieren der Wellenfrontverzerrung von Licht erreicht werden, das von der Eingabe-/Ausgabefläche des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators hervorgerufen wird.
In diesem Fall ist es vorzuziehen, dass das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster durch Invertieren eines Vorzeichens des Wellenfrontverzerrungsphasenmusters erzeugt wird, das die Wellenfrontverzerrung des von der Eingabe-/Ausgabefläche des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators emittierten Lichts anzeigt. Gemäß dem Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster kann die von der Eingabe-/Ausgabefläche des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators, der zum Erzeugen eines gewünschten Phasenmusters angetrieben wird, hervorgerufene Wellenfrontverzerrung korrigiert werden unter den Wellenfrontverzerrungen des aus der Eingabe-/Ausgabefläche heraustretenden Lichts.
In diesem Fall schließt vorzugsweise eine Phasenmodulationseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ferner eine erste optische Komponente ein, die von der Lichtquelle emittiertes Licht zu der Eingabe-/Ausgabefläche des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators leitet. In dieser Einrichtung hat der elektrisch adressierte phasenmodulierte räumliche Lichtmodulator die Eingabe-/Ausgabe-Oberfläche, auf welche das Licht auftrifft oder aus welcher es hervortritt. Das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster schließt ein Phasenmuster zum Korrigieren der Wellenfrontverzerrung des Lichts ein, die hervorgerufen wird durch mindestens eines aus der Gruppe von der Lichtquelle, der Eingabe-/Ausgabefläche des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators und der ersten optischen Komponente. Hochpräzise Phasenmodulation kann erzielt werden, weil die durch eines oder mehrere die Phasenmodulationseinrichtung bildende optische Elemente hervorgerufene Wellenfrontverzerrung von Licht korrigiert werden kann.
In diesem Fall wird vorgezogen, dass das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster ein Phasenmuster einschließt, erzeugt durch Invertieren eines Vorzeichens des Wellenfrontverzerrungsphasenmusters, welches die Wellenfrontverzerrung des Lichts anzeigt, hervorgerufen durch mindestens eines aus der Gruppe von der Lichtquelle, der Eingabe-/Ausgabefläche des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators und der ersten optischen Komponente. Da das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster durch Invertieren des Vorzeichens des Wellenfrontverzerrungsphasenmusters erzeugt wird, kann die Wellenfrontverzerrung von Licht zuverlässig korrigiert werden. Beachte, dass das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster durch Messen der von einem oder mehreren von der Eingabe-/Ausgabefläche des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators, der Lichtquelle und der ersten optischen Komponente hervorgerufenen Wellenfrontverzerrung erhalten werden kann.
Wenn eine Phasenmodulationseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine zweite optische Komponente einschließt, die aus der Eingabe-/Ausgabefläche des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators heraustretendes Licht leitet, wird vorgezogen, dass das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster ein Phasenmuster einschließt zum Korrigieren der durch mindestens eines aus der Gruppe von der Lichtquelle, der Eingabe-/Ausgabefläche des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators und der zweiten optischen Komponente hervorgerufenen Wellenfrontverzerrung des Lichts. Phasenmodulation hoher Präzision kann erreicht werden, weil die Wellenfrontverzerrung von durch eine oder mehrere der die Phasenmodulationseinrichtung bildenden optischen Komponenten hervorgerufene Wellenfrontverzerrung des Lichts korrigiert werden kann.
Beispielsweise, wenn das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster zum Korrigieren der durch alle die Phasenmodulationseinrichtung bildenden optischen Komponenten hervorgerufenen Wellenfrontverzerrung von Licht vorgesehen ist, kann eine Phasenmodulation hoher Präzision erreicht werden.
In diesem Fall wird vorgezogen, dass das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster ein Phasenmuster einschließt, erzeugt durch Invertieren eines Vorzeichens des Wellenfrontverzerrungsphasenmusters, welches die Wellenfrontverzerrung des Lichts anzeigt, hervorgerufen durch mindestens eines aus der Gruppe von der Lichtquelle, der Eingabe-/Ausgabefläche des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators, der ersten optischen Komponente und der zweiten optischen Komponente. Da das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster durch Invertieren des Vorzeichens des Wellenfrontverzerrungsphasenmusters erzeugt wird, kann die Wellenfrontverzerrung von Licht zuverlässig korrigiert werden. Beachte, dass das Wellenfrontverzerrungsphasenmuster durch Messen der Wellenfrontverzerrung von Licht erhalten wird, welche durch eines oder mehrere aus der Gruppe von der Eingabe-/Ausgabefläche des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators, der Lichtquelle, der ersten optischen Komponente und der zweiten optischen Komponente zusammen hervorgerufen wird.
Alternativ wird vorgezogen, dass das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster mindestens eines einschließt aus der Gruppe von einem ersten Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster zum Korrigieren der durch die Eingabe-/Ausgabefläche des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators hervorgerufenen Wellenfrontverzerrung, einem zweiten Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster zum Korrigieren der durch die Lichtquelle hervorgerufenen Wellenfrontverzerrung, und einem dritten Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster zum Korrigieren der durch die erste optische Komponente hervorgerufenen Wellenfrontverzerrung. Die Addiervorrichtung addiert mindestens eines aus der Gruppe von den ersten, zweiten und dritten Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmustern zu dem gewünschten Phasenmuster, um ein verzerrungskorrigiertes Phasenmuster zu erzeugen. Die durch eines oder mehrere aus der Gruppe von den die Phasenmodulationseinrichtung bildenden optischen Komponenten hervorgerufene Wellenfrontverzerrung von Licht kann durch bloßes Addieren eines oder mehrerer der ersten bis dritten Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster zu dem gewünschten Phasenmuster korrigiert werden.
In diesem Fall wird vorgezogen, dass das erste Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster ein Phasenmuster einschließt, erzeugt durch Invertieren eines Vorzeichens eines Wellenfrontverzerrungsphasenmusters, das die von der Eingabe-/Ausgabefläche des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators hervorgerufene Wellenfrontverzerrung anzeigt. Es wird. vorgezogen, dass das zweite Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster ein Phasenmuster einschließt, erzeugt durch Invertieren eines Vorzeichens eines die durch die Lichtquelle erzeugten Wellenfrontverzerrung anzeigenden Wellenfrontverzerrungsphasenmusters. Es wird vorgezogen, dass das dritte Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster ein Phasenmuster einschließt, erzeugt durch Invertieren eines Vorzeichens eines die durch die erste optische Komponente hervorgerufene Wellenfrontverzerrung anzeigenden Wellenfrontverzerrungsphasenmusters. Da jedes Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster durch Invertieren des Vorzeichens des Wellenfrontverzerrungsphasenmusters erzeugt wird, kann die Wellenfrontverzerrung von Licht zuverlässig korrigiert werden. Beachte, dass jedes Wellenfrontverzerrungsphasenmuster durch Messen der Wellenfrontverzerrung von durch die entsprechende optische Komponente hervorgerufenem Licht erhalten werden kann.
Beispielsweise wird vorzugsweise ein erstes Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster durch Invertieren eines Vorzeichens eines die Wellenfrontverzerrung des von der Eingabe-/Ausgabefläche des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators hervorgerufenen Lichts anzeigenden Wellenfrontverzerrungsphasenmusters erzeugt. Ein viertes Wellenfrontverzerrungsphasenmuster wird durch Invertieren eines Vorzeichens eines die durch die Lichtquelle und die erste optische Komponente hervorgerufene Wellenfrontverzerrung des Lichts anzeigenden Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters erzeugt. Die Addiervorrichtung das erste Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster und das vierte Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster wird zu dem gewünschten Phasenmuster addiert, um das verzerrungskorrigierte Phasenmuster zu erzeugen. Die durch die Eingabe-/Ausgabefläche des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators, der Lichtquelle und der ersten optischen Komponente hervorgerufene Wellenfrontverzerrung von Licht kann durch bloßes Addieren des ersten Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters und des vierten Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters zu dem gewünschten Phasenmuster korrigiert werden.
In diesem Fall wird vorgezogen, dass eine Phasenmodulationseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ferner eine Eingabevorrichtung einschließt, die ein erstes Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster empfängt, welches erzeugt wird durch Invertieren eines Vorzeichens eines eine Wellenfrontverzerrung des von der Eingabe-/Ausgabefläche des nicht-angetriebenen elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators emittierten Lichts anzeigenden Wellenfrontverzerrungsphasenmusters. Die Einrichtung schließt eine Messvorrichtung ein, die die Wellenfrontverzerrung des von der Lichtquelle und der ersten optischen Komponentehervorgerufenen Lichts misst, um ein Wellenfrontverzerrungsphasenmuster zu erzeugen, das die Wellenfrontverzerrung anzeigt. Die Einrichtung schließt eine Speichervorrichtung ein, die das erste Wellenfrontverzerrungsphasenmuster speichert. Die Messvorrichtung schließt eine Verzerrungsmessvorrichtung ein, die die Wellenfrontverzerrung des von der Lichtquelle und der ersten optischen Komponente hervorgerufenen Lichts misst, um ein Wellenfrontverzerrungsphasenmuster zu erzeugen, das die Wellenfrontverzerrung anzeigt. Die Erzeugungsvorrichtung schließt eine Mustererzeugungsvorrichtung ein, die das Vorzeichen des Wellenfrontverzerrungsphasenmusters invertiert, um das vierte Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster zu erzeugen. Die Einrichtung schließt eine Erzeugungsvorrichtung ein, die das Vorzeichen des Wellenfrontverzerrungsphasenmusters invertiert, um das vierte Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster zu erzeugen. Die Addiervorrichtung addiert die ersten und zweiten Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster zu dem gewünschten Phasenmuster, um das verzerrungskorrigierte Phasenmuster zu erzeugen.
Das vierte Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster kann durch bloßes Invertieren des Vorzeichens des die durch die Lichtquelle und die erste optische Komponente hervorgerufene Wellenfrontverzerrung von Licht anzeigenden Wellenfrontverzerrungsphasenmuster erzeugt werden. Demnach kann die durch die Lichtquelle, die erste optische Komponente und die Ein-/Ausgabefläche des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators hervorgerufene Wellenfrontverzerrung von Licht korrigiert werden durch bloßes Addieren des vierten Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters und ersten Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters zu dem gewünschten Phasenmuster.
In diesem Fall wiederholt die Verzerrungsmessvorrichtung das Messen der Wellenfrontverzerrung des von der Lichtquelle und der ersten optischen Komponente hervorgerufenen Lichts zum wiederholten Erzeugen eines die Wellenfrontverzerrung anzeigenden Wellenfrontverzerrungsphasenmusters. Die Mustergeneriervorrichtung invertiert ein Vorzeichen des Wellenfrontverzerrungsphasenmusters zum wiederholten Erzeugen des vierten Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmusters. Die Addiervorrichtung addiert das wiederholt erzeugte vierte Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster und das erste Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster zu dem gewünschten Phasenmuster zum wiederholten Auffrischen des wellenfrontverzerrungskorrigierten Phasenmusters. Der elektrisch adressierte phasenmodulierte räumliche Lichtmodulator phasenmoduliert das Licht in Übereinstimmung mit dem wiederholt aufgefrischten verzerrungskorrigierten Phasenmuster.
Eine bevorzugte Phasenmodulationseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung schließt eine lichtemittierende Lichtquelle ein; eine Addiervorrichtung, die ein gewünschtes Phasenmuster und ein Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster zum Korrigieren der Wellenfrontverzerrung des Lichts addiert zum Erzeugen eines verzerrungskorrigierten Phasenmusters; und einen elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulator, der das Licht in Übereinstimmung mit dem verzerrungskorrigierten Phasenmuster phasenmoduliert wobei der elektrisch adressierte phasenmodulierte räumliche Lichtmodulator einen Reflektionstyp des phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators einschließt.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Phasenmodulationsverfahren bereit einschließlich: Bereitstellen eines gewünschten Phasenmusters; Bereitstellen eines Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters zum Korrigieren einer Wellenfrontverzerrung von Licht; Addieren des gewünschten Musters zu dem Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster, um ein verzerrungskorrigiertes Phasenmuster zu erzeugen; und Phasenmodulieren des Lichts durch Antreiben eines elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators in Übereinstimmung mit dem verzerrungskorrigierten Phasenmuster. Wenn eine Summe des gewünschten Phasenmusters und des Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmusters einen negativen Wert hat oder einen Wert gleich oder größer als 2π, wird ein durch Dividieren durch 2π erhaltener Rest als Verzerrungskorrigiertes Phasenmuster erzeugt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden ein Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster zum Korrigieren der Wellenfrontverzerrung und ein gewünschtes Phasenmuster getrennt voneinander vorbereitet, um sie zusammen zu addieren, hierdurch ein wellenfrontverzerrungskorrigiertes Phasenmuster erzeugend. Das wellenfrontverzerrungskorrigierte Phasenmuster wird zum Antreiben des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators verwendet. Demnach kann mit dem gewünschten Phasenmuster phasenmoduliertes Licht mit korrigierter Wellenfrontverzerrung präzise erzeugt werden. Zusätzlich kann das wellenfrontverzerrungskorrigierte Phasenmuster leicht innerhalb kurzer Zeit erzeugt werden bloß durch Addieren des Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters und des gewünschten Phasenmusters.
Es wird vorgezogen, dass das Vorsehen des Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters einschließt: Invertieren eines Vorzeichens des Wellenfrontverzerrungsphasenmusters, das die Phase der Wellenfrontverzerrung des Lichts anzeigt, um das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster zu erzeugen. Da das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster durch bloßes Invertieren des Vorzeichens des Wellenfrontverzerrungsphasenmusters erzeugt werden kann, ist keine komplexe Berechnung erforderlich. Demgemäss kann das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster schnell erzeugt werden.
In diesem Fall wird vorgezogen, dass das Bereitstellen eines Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters das Empfangen des Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters umfasst. Das Addieren schließt ein Addieren des empfangenen Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters zu dem gewünschten Phasenmuster ein. Das wellenfrontverzerrungskorrigierte Phasenmuster kann durch bloßes Addieren des empfangenen Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster zu dem gewünschten Phasenmuster erzeugt werden, so dass das wellenfrontverzerrungskorrigierte Phasenmuster schnell erzeugt werden kann.
Ein Phasenmodulationsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung schließt ein Bereitstellen eines gewünschten Phasenmusters ein; Bereitstellen eines Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmusters zum Korrigieren einer Wellenfrontverzerrung von Licht; Addieren des gewünschten Musters zu dem Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster, um ein verzerrungskorrigiertes Phasenmuster zu erzeugen; und Phasenmodulieren des Lichts durch Antreiben eines elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators in Übereinstimmung mit dem verzerrungskorrigierten Phasenmuster. Das Bereitstellen des Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters schließt Messen der Wellenfrontverzerrung des Lichts und Erzeugen des die Wellenfrontverzerrung anzeigenden Wellenfrontverzerrungsphasenmusters ein; und Invertieren eines Vorzeichens des Wellenfrontverzerrungsphasenmusters, um das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster zu erzeugen Das Addieren schließt das Addieren des erzeugten Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters zu dem gewünschten Phasenmuster ein. Das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster kann durch bloßes Messen der Wellenfrontverzerrung und dann Invertieren des Vorzeichens davon erzeugt werden. Demnach ist keine komplexe Berechnung erforderlich, so dass das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster leicht und schnell erhalten werden kann.
In diesem Fall schließt das Messen ein wiederholtes Messen der Wellenfrontverzerrung des Lichts ein, um ein Wellenfrontverzerrungsphasenmuster zu erzeugen, das die Wellenfrontverzerrung anzeigt. Das Invertieren schließt ein Invertieren eines Vorzeichens des Wellenfrontverzerrungsphasenmusters ein, hierdurch wiederholt das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster erzeugend. Das Addieren schließt ein wiederholtes Addieren des Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters ein, hierdurch wiederholt das wellenfrontverzerrungskorrigierte Phasenmuster auffrischend. Das Phasenmodulieren schließt ein wiederholtes Antreiben des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators ein in Übereinstimmung mit dem wiederholt aufgefrischten Verzerrungskorrigierten Phasenmuster, hierdurch das Licht phasenmodulierend. Nicht nur die statische Wellenfrontverzerrung, sondern auch die dynamische Wellenfrontverzerrung kann in Echtzeit gemessen werden. Entsprechend ist es möglich, ein Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster zu erzeugen, das unterschiedliche Arten von Wellenfrontverzerrung einschließlich einer dynamischen Wellenfrontverzerrung korrigiert. Phasenmoduliertes Licht hoher Präzision kann demnach erzeugt werden.
Vorzugsweise schließt das Messen ein Messen einer von einer Eingabe-/Ausgabefläche eines nicht angetriebenen elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators herrührenden Wellenfrontverzerrung von Licht ein; und das Invertieren schließt Invertieren des Vorzeichens eines die gemessene Wellenfrontverzerrung anzeigenden Wellenfrontverzerrungsphasenmusters ein, hierdurch ein erstes Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster erzeugend. Das Addieren schließt ein Addieren des ersten Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters zu dem gewünschten Phasenmuster ein, hierdurch das verzerrungskorrigierte Phasenmuster erzeugend.
Das erste Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster kann erzeugt werden durch bloßes Invertieren des Vorzeichens des Wellenfrontverzerrungsphasenmusters, das die Wellenfrontverzerrung von Licht anzeigt, welches von der Eingabe-/Ausgabeoberfläche des nicht angetriebenen elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators emittiert wird. Das erste Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster wird zu dem gewünschten Phasenmuster addiert, so dass es möglich ist, die Wellenfrontverzerrung des Lichts zu korrigieren, die durch die Eingabe-Ausgabeoberfläche des Modulators hervorgerufen wird aus der Wellenfrontverzerrung des von der Eingabe-/Ausgabeoberfläche des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators hervorgerufenen Lichts, welcher zum Erzeugen eines gewünschten Phasenmusters angetrieben wird.
In diesem Fall schließt das Bereitstellen eines Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters vorzugsweise ferner ein: Empfangen eines ersten Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters, erhalten durch Invertieren der von einer Eingabe-/Ausgabefläche eines nicht angetriebenen elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators herrührenden Wellenfrontverzerrung von Licht; Speichern des ersten Wellenfronverzerrungs-Korrekturphasenmusters in der Speichervorrichtung; Messen einer Wellenfrontverzerrung von Licht, hervorgerufen durch eine Lichtquelle und die erste optische Komponente; und Invertieren eines Vorzeichens eines die gemessene Wellenfrontverzerrung anzeigenden Wellenfrontverzerrungsphasenmusters, hierdurch ein zweites Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster erzeugend. Das Addieren schließt ein Addieren des ersten Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters und des zweiten Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters zu dem gewünschten Phasenmuster ein, hierdurch das verzerrungskorrigierte Phasenmuster erzeugend. Das Phasenmodulieren schließt ein Phasenmodulieren des Lichts von der Lichtquelle ein durch Leiten des Lichts zu dem elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulator durch die erste optische Komponente und dann Antreiben des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators in Übereinstimmung mit dem verzerrungskorrigierten Phasenmuster.
Das zweite Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster kann durch bloßes Invertieren des Vorzeichens des Wellenfrontverzerrungsphasenmusters erzeugt werden, das die Wellenfrontverzerrung von Licht anzeigt, welche hervorgerufen wird durch die Lichtquelle und die erste optische Komponente. Demnach kann die Wellenfrontverzerrung von Licht, die von der Lichtquelle der ersten optischen Komponente und der Eingabe-/Ausgabefläche des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators hervorgerufen wird, korrigiert werden bloß durch Addieren des zweiten Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters und des ersten Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters zu dem gewünschten Phasenmuster.
In diesem Fall schließt das Messen ein wiederholendes Messen der Wellenfronverzerrung des Lichts ein, um wiederholt ein die Wellenfrontverzerrung anzeigendes Wellenfrontverzerrungsphasenmuster zu generieren. Das Invertieren schließt ein Invertieren eines Vorzeichens des Wellenfrontverzerrungsphasemusters ein, hierdurch wiederholt das Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster generierend. Das Addieren schließt ein wiederholtes Addieren des Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmusters ein, hierdurch wiederholt das wellenfrontverzerrungskorrigierte Phasenmuster auffrischend. Das Phasenmodulieren schließt ein wiederholtes Antreiben des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators in Übereinstimmung mit dem wiederholt aufgefrischten verzerrungskorrigierten Phasenmuster ein, hierdurch das Licht phasenmodulierend.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Programm bereit, das von einem Computer ausgeführt wird und das einschließt: einen Prozess des Erstellens eines gewünschten Phasenmusters; einen Prozess des Erstellens eines Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters zum Korrigieren einer Wellenfrontverzerrung von Licht; und einen Prozess des Addierens des gewünschten Phasenmusters und des Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters, hierdurch ein verzerrungskorrigiertes Phasenmuster erstellend. Wenn eine Summe des gewünschten Phasenmusters und des Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmusters einen negativen Wert hat oder einen Wert gleich oder größer als 2π, wird ein durch Dividieren durch 2π erhaltener Rest als Verzerrungskorrigiertes Phasenmuster erzeugt.
Der Computer führt das Programm aus, um lediglich das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster zu dem gewünschten Phasenmuster zu addieren, hierdurch ein wellenfrontverzerrungskorrigiertes Phasenmuster erhaltend. Demgemäss kann das wellenfrontverzerrungskorrigierte Phasenmuster durch Ausführen einfacher Berechnung schnell erzeugt werden.
Es wird vorgezogen, dass ein Programm gemäß der vorliegenden Erfindung einen Prozess des Invertierens eines Vorzeichens eines eine Phase der Wellenfrontverzerrung des Lichts anzeigenden Wellenfrontverzerrungsphasenmusters einschließt, hierdurch das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster erzeugend. Da das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster durch bloßes Invertieren des Vorzeichens des Wellenfrontverzerrungsphasenmusters erzeugt werden kann, ist keine komplexe Berechnung erforderlich. Das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster kann schnell erzeugt werden.
Die vorliegende Erfindung stellt ein computerlesbares Aufzeichnungsmedium bereit, das speichert: einen Prozess des Erstellens eines gewünschten Phasenmusters; einen Prozess des Erstellens eines Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters zum Korrigieren einer Wellenfrontverzerrung von Licht; und einen Prozess des Addierens des gewünschten Phasenmusters und des Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters, hierdurch ein verzerrungskorrigiertes Phasenmuster erstellend. Wenn eine Summe des gewünschten Phasenmusters und des Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmusters einen negativen Wert hat oder einen Wert gleich oder größer als 2π, wird ein durch Dividieren durch 2π erhaltener Rest als Verzerrungskorrigiertes Phasenmuster erzeugt. Wenn der Computer das Programm vom Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung liest, kann der Computer schnell und exakt ein Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster erzeugen, das zur Phasenmodulation des Lichtes dient.
Vorzugsweise speichert ein Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung ferner ferner ein Programm, das einen Computer veranlasst, einen Prozess des Invertierens des Vorzeichens eines die Phase der Wellenfrontverzerrung des Lichts anzeigenden Wellenfrontverzerrungsphasenmusters auszuführen, hierdurch das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster erzeugend. ferner ein Programm, das einen Computer veranlasst, einen Prozess des Invertierens des Vorzeichens eines die Phase der Wellenfrontverzerrung des Lichts anzeigenden Wellenfrontverzerrungsphasenmusters auszuführen, hierdurch das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster erzeugend. Der Computer kann ein Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster lediglich durch Invertieren des Vorzeichens des Wellenfrontverzerrungsphasenmusters erzeugen. Daher ist keine komplexe Berechnung erforderlich. Demgemäss kann das Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmuster schnell erzeugt werden. Alternativ ist es wünschenswert, dass das Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung die Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusterdaten speichert. Dann kann der Computer schnell den Prozess des Addierens des Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusters zu dem gewünschten Phasenmuster ausführen, wenn der Computer das Programm und die Wellenfrontverzerrungs-Korrekturphasenmusterdaten liest.
KURZBESCHREIBUNG DER Zeichnungen
Es zeigt:
1 ein Blockdiagramm der Konfiguration einer Laserverarbeitungseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ein Blockdiagramm einer Steuerung beziehungsweise eines Controllers, der in der Laserverarbeitungseinrichtung der 1 vorgesehen ist.
3 ein Diagramm des Aufbaus der Laserverarbeitungseinrichtung der 1 enthaltenen Phasenmodulationsmoduls;
4 ein Funktionsblockdiagramm des in 2 gezeigten Controllers;
5 ein Diagramm zum Erläutern, dass ein computererzeugtes Hologrammmuster (CGH-Muster) H(x, y) und ein Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁(x, y) addiert werden zum erzeugen eines wellenfrontverzerrungskorrigierten Musters H'(x, y) in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 ein eindimensionales Diagramm der Phasenverteilung in der y-Achsenrichtung eines Phasenverzerrungsmusters Φ₁(x, y) bei gegebener x-Koordinatenposition und der Phasenverteilung in der x-Achsenrichtung eines Phasenverzerrungskorrekturmusters C₁(x, y) bei einer gegebenen x-Koordinatenposition;
7(A) ein Ablaufdiagramm der in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführten Modulation;
7(B) ein Ablaufdiagramm des während der Modulation des 7(A) ausgeführten Musteradditionsprozesses;
8 ein Blockdiagramm, dass ein Strahlabtaster und ein Wellenfrontdetektor in einer Laserverarbeitungseinrichtung angeordnet sind um ein Verzerrungskorrekturmuster zum Erzeugen in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9(A) ein Ablaufdiagramm eines Prozesses zum Erzeugen eines Verzerrungskorrekturmusters in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9(B) ein Ablaufdiagramm zum Erläutern des Schrittes des Berechnens eines verzerrungskorrigierten Musters in dem Verzerrungsmuster-Erzeugungsprozess der 9(A);
10 ein Blockdiagramm zum Erläutern, dass ein Strahlabtaster und ein Wellenfrontdetektor in einer Laserverarbeitungseinrichtung angeordnet sind zum Erzeugen eines Verzerrungskorrekturmusters in der zweiten Modifikation der ersten Ausführungsform der Erfindung;
11 ein Blockdiagramm zum Erläutern, dass eine Messeinrichtung mit einer Laserverarbeitungseinrichtung verbunden ist zum Erzeugen eines Verzerrungskorrekturmusters in den dritten bis fünften Modifikationen der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12 ein Blockdiagramm des Aufbaus und der Funktion einer Laserverarbeitungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
13 ein Blockdiagramm des Aufbaus und der Funktion einer Laserverarbeitungseinrichtung gemaß einer dritten Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung;
14(A) eine Ansicht der Abbildung eines Musters, das erhalten wird durch Durchführen von Fourier-Transformation an dem phasenmodulierten Licht, das erzeugt worden ist mit Hilfe eines phasenverzerrungskorrigierten Musters H'(x, y) mit einer korrigierten Wellenfrontkorrektur in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
14(B) eine Ansicht der Abbildung eines Musters, das erhalten wird durch Durchführen von Fourier-Transformation an dem phasenmodulierten Licht, das erzeugt worden ist mit Hilfe eines TGH-Musters H(x, y) ohne korrigierte Wellenfront;
15 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern eines Prozesses zum Erzeugen eines Verzerrungskorrekturmusters und Modulieren von Licht in einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
16 ein Blockdiagramm zum Erläutern des Aufbaus einer Wellenformgebungseinrichtung zur Verwendung in dem Femtosekundenlaser gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
BESTE ART DIE ERFINDUNG AUSZUFÜHREN
Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen eine Phasenmodulationseinrichtung und ein Phasenmodulationsverfahren bevorzugter Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die identischen Elemente sind durch die selben Bezugszeichen in den Figuren gekennzeichnet und werden nicht wiederholt beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
Eine Laserverarbeitungseinrichtung und ein Laserverarbeitungsverfahren, beide gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, werden unter Bezugnahme auf 1 bis 9(B) beschrieben.
Die vorliegende Ausführungsform betrifft eine Laserverarbeitungseinrichtung und ein Laserverarbeitungsverfahren, in welchen ein Verarbeitungsziel T von einem Laserstrahl verarbeitet wird, um mit irgendeinem gewünschten Muster ausgebildet zu werden.
Wie in 1 gezeigt, schließt die Laserverarbeitungseinrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform eine Leselichtquelle 10 ein, ein raumliches Filter 20, eine Ausrichtlinse 30, ein Phasenmodulationsmodul 40, eine Fourier-Linse 50 und eine Steuerung beziehungsweise einen Controller 60.
Die Laserlichtquelle 10 besteht aus einem He-Ne-Laser zum Erzeugen koherenten Leselichts. Das von der Leselichtquelle 10 emittierte Leselicht hat eine weitgehend gleichmäßige Phasenverteilung im Querschnitt. Das Lesesicht ist linear polarisiert mit einer Polarisationsebene parallel zur Ebene der 1.
Das räumliche Filter 20 entfernt übermäßig gebeugte Wellen und ubermäßig reflektierte Wellen aus dem Leselicht. Das räumliche Filter 20 entfernt auch durch Fehlerstellen und Staub erzeugte gebeugte und gestreute Wellen aus dem Lesesicht.
Die Ausrichtlinse 30 richtet das aus dem räumlichen Filter 20 austretende Leselicht aus, um paralleles Leselicht zu erzeugen.
Das Phasenmodulationsmodul 40 ist ein elektrisch adressierter phasenmodulierter raumlicher Lichtmodulator zum Durchfuhren von Phasenmodulation an dem von der Ausrichtlinse 30 kommenden Leselicht.
Die Fourier-Linse 50 führt räumliche Fourier-Transformation an dem Leselicht aus, das von dem Phasenmodulationsmodul 40 phasenmoduliert worden ist. Das Verarbeitungsziel T ist in der Fourier-Ebene der Fourier-Linse 50 positioniert. Demnach wird das Leselicht zuerst von der Lichtquelle 10 durch das räumliche Filter 20 und die Ausrichtlinse 30 zu dem Phasenmodulationsmodul 40 gelenkt. Das Leselicht wird dann von dem Phasenmodulationsmodul 40 durch die Fourier-Linse 50 zu dem Verarbeitungsziel T gelenkt.
Der Controller 60 schließt einen PC (Personal Computer) ein zum Steuern des Phasenmodulationsmoduls 40.
Wie in 2 gezeigt, schließt der Controller 60 ein Festplattenlaufwerk 61 ein, eine CPU 62, ein ROM 64, ein RAM 63, eine Leseeinrichtung 65 zum Lesen von Daten von einem Aufzeichnungsmedium, eine Eingabe-Ausgabeschnittstelle 66 und eine Netzsteuereinheit (NCU) 67, die untereinander mit einem Bus verbunden sind.
Das Festplattenlaufwerk 61 speichert im Voraus ein Programm zum Erzeugen von Verzerrungskorrekturmustern, ein Programm zum Erzeugen von verzerrungskorrigierten Mustern und ein Programm zum Antreiben des Moduls. Diese Programme werden später beschrieben.
Die CPU 62 steuert alle Operationen des Controllers 60 zum Ausführen verschiedener Programme wie zum Beispiel des Programms zum Erzeugen von Fehlerkorrekturmustern, des Programms zum Erzeugen von fehlerkorrigierten Mustern und des Programms zum Antreiben des Moduls.
Das RAM 63 ist vorgesehen zum Speichern der Daten, die die CPU 62 erzeugt, wenn die CPU 62 irgendein Programm ausführt. Das ROM 64 speichert im voraus verschiedene Programme und Daten. Das ROM 64 kann das Programm zum Erzeugen von Verzerrungskorrekturmustern, das Programm zum Erzeugen von verzerrungskorrigierten Mustern und das Programm zum Antreiben des Moduls speichern.
Die Leseeinrichtung 65 ist konfiguriert zum Lesen von Programmen und Daten von einem Aufzeichnungsmedium wie zum Beispiel einer flexiblen Diskette, einer CD-ROM und einer DVD zum Speichern der Programme und Daten in dem Festplattenlaufwerk 61. Beispielsweise werden das Programm zum Erzeugen von Verzerrungskorrekturmustern und das Programm zum Erzeugen von verzerrungskorrigierten Mustern in einem Aufzeichnungsmedium wie zum Beispiel einer flexiblen Diskette, einer CD-Rom oder einer DVD gespeichert. In diesem Fall liest die Leseeinrichtung 65 die Programme von dem Aufzeichnungsmedium zum Speichern der Programme in dem Festplattenlaufwerk 61.
Das Phasenmodulationsmodul 40 ist mit der Eingabe/Ausgabeschnittstelle 66 verbunden. Ein Wellenfrontdetektor 210 (8), der später beschrieben wird, kann mit der Eingabe/Ausgabeschnittstelle 66 verbunden sein. Ferner sind eine Eingabeeinrichtung (nicht dargestellt) wie zum Beispiel eine Tastatur und eine Maus und eine Ausgabeeinrichtung (nicht dargestellt) wie zum Beispiel eine Anzeige und ein Drucker mit der Ein/Ausgabeschnittstelle 66 verbunden. Ein Netz 68 wie zum Beispiel das Internet ist mit der Netzsteuereinheit verbunden. Demgemäß ist es möglich, das Programm zum Erzeugen von Verzerrungskorrekturmustern und das Programm zum Erzeugen von verzerrungskorrigierten Mustern aus dem Netz 68 wie zum Beispiel dem Internet herunterzuladen und diese Programme in dem Festplattenlaufwerk 61 zu speichern.
Das Phasenmodulationsmodul 40 wird unter Bezugnahme auf 3 beschrieben werden.
Wie in 3 gezeigt schließt das Phasenmodulationsmodul 40 eine Schreiblichtquelle 110 ein, eine Ausrichtlinse 120, eine Flüssigkristallanzeige (auf die nachstehend als ein ”LCD” Bezug genommen wird) 130, eine Zwischenlinse 140 und ein parallel ausgerichteter nematischer räumlicher Flüssigkristall-Lichtmodulator (auf den nachstehend als ”PAL-SLM” Bezug genommen wird vom englischsprachigen Ausdruck parallel-aligned nematic-liquid-crystal spatial light modulator) 150.
Die Schreiblichtquelle 110 ist entworfen zum Erzeugen von Schreiblicht, das eine gleichförmige Intensitätsverteilung im Querschnitt hat. Beispielsweise besteht die Schreiblichtquelle 110 aus einer Laserdiode (LD).
Die Ausrichtlinse (Kollimatorlinse) 120 richtet das von der Schreiblichtquelle 110 erzeugte Schreiblicht aus zum Erzeugen von Parallellicht.
Das LCD 130 ist ein elektrisch adressierter intensitätsmodulierter räumlicher Lichtmodulator vom Transmissionstyp. Wenn elektrisch mit einem gewünschten Muster in einem Adressiermodus angetrieben, intensitätsmoduliert das LCD 130 das von der Ausrichtlinse 120 erzeugte Schreiblicht zum Erzeugen intensitätsmodulierten Lichts, das eine Intensitätsverteilung eines gewünschten Musters im Querschnitt hat.
Das LCD 130 umfasst eine lichtempfangende Schicht 130a, eine lichtsendende Schicht 130b, eine Bildpunkt- beziehungsweise Pixelaufbauschicht 130c, eine ”Twist-Nematik”-Flüssigkristallschicht 130d und eine gegenüberliegende Elektrodenschicht 130e. Die Pixelaufbauschicht 130c ist zwischen der lichtempfangenden Schicht 130a und der lichtsendenden Schicht 130b eingefügt. Die lichtempfangende Schicht 130a ist aus einem transparenten Glassubstrat gebildet und einer Polarisationsplatte an der äußeren Oberfläche der Glasplatte. In ähnlicher Weise ist die lichtsendende Schicht 130b aus einem transparenten Klarsubstrat ausgebildet und einer Polarisationsplatte an der äußeren Oberfläche des Glassubstrats. Die Pixelaufbauschicht 130c hat eine Vielzahl von transparenten Pixelelektroden. Die transparenten Pixelelektroden sind in einem vorgeschriebenen Abstand p in einer zweidimensionalen Matrixform in einer Ebene angeordnet, die lotrecht zu der optischen Achse der Ausrichtlinse 120 verläuft (die Ebene ist eine xy-Ebene senkrecht zu der Ebene der 3, wobei x die Achse senkrecht zu der Ebene der 3 ist und y die Achse parallel zur Ebene der 3). Beachte, dass die Position jeder transparenten Pixelelektrode definiert wird durch eine entsprechende Koordinate (x, y) in der xy-Ebene.
In dem oben konfigurierten LCD 130 ist die lichtempfangende Schicht 130a angeordnet, um gegenüber der Ausrichtlinse 120 zu liegen und die lichtsendende Schicht 130b ist angeordnet, um gegenüber der Zwischenlinse 140 zu liegen. Die Pixelaufbauschicht 130c ist mit dem Controller 60 verbunden. Wenn die transparenten Pixelelektroden der Pixelaufbauschicht 130c elektrisch angetrieben werden mit einem gewünschten Muster in einem Adressiermodus durch eine Steuereinheit 60g (später beschrieben) des Controllers 60, ändern die Flüssigkristallmoleküle in der ”Twist-Nematik”-Flüssigkristallschicht 130d ihre Ausrichtung in Übereinstimmung mit dem gewünschten Muster.
Wenn das von der Ausrichtlinse 120 austretende Schreiblicht auf die Twist-Nematik-Flüssi8gkristallschicht 130d durch die Polarisationsplatte der lichtempfangenden Schicht 130a auftrifft, mit die Polarisation des Licht geändert. Das Schreiblicht wird als intensitätsmoduliertes Licht erzeugt wenn das Schreiblicht die Polarisationsplatte der lichtsendenden Schicht 130b durchläuft. Demnach kann das LCD 130 intensitätsmoduliertes Licht ausgeben, das eine Intensitätsverteilung eines gewünschten Musters im Querschnitt hat.
Die Zwischenlinse bzw. Relay-Linse 140 übertragt das von der LCD 130 ausgegebene intensitätsmodulierte Licht zu dem PAL-SLM 150. Die Zwischenlinse 140 hat eine numerische Apertur NA_L auf der Seite des LCD 130. Die numerische Apertur NA_L hat einen Wert, der den Zusammenhang von 1/2P < NA_L/λ < 1/P erfüllt, wobei P der Pixelabstand des LCD 130 ist und λ die Wellenlänge des Schreiblichts der Schreiblichtquelle 110. Dann kann die Zwischenlinse 140 die Signalkomponente der räumlichen Frequenz 1/P eliminieren, welche aus der Pixelaufbauschicht 130c der LCD 130 resultiert und kann das an dem LCD 130 angezeigte Intensitätsmuster zu dem PAL-SLM 150 mit hoher Exaktheit übertragen.
Der PAL-SLM 150 ist ein optisch adressierter phasenmodulierter räumlicher Lichtmodulator z. B. vom Reflektionstyp. Der PAL-SLM 150 wird von dem durch die Zwischenlinse 130 übertragenen intensitätsmodulierten Licht adressiert zum Phasenmodulieren des Leselichtes, das durch die Ausrichtlinse 30 getreten ist. Demnach erzeugt der PAL-SLM 150 das phasenmodulierte Licht, das eine Phasenverteilung eines gewünschten Musters im Querschnitt hat. Der PAL-SLM 150 umfasst ein schreibseitiges transparentes Substrat 150a, ein leseseitiges transparentes Substrat 150b, eine transparente Elektrode 150c, eine photoleitfähige Schicht 150d, eine Spiegelschicht 150e, eine Flüssigkristallschicht 150f und eine andere transparente Elektrode 150g. Die transparente Elektrode 150c ist zwischen dem schreibseitigen transparenten Substrat 150a und dem leseseitigen transparenten Substrat 150b eingefügt. Das leseseitige transparente Substrat 150b definiert eine Einfalls- und Emissionsebene für das Leselicht. Dieses Substrat 150b ist aus transparentem Material wie zum Beispiel Glas hergestellt.
Die transparenten Elektroden 150c und 150g sind elektrisch an eine Wechselspannungsenergieversorgung (nicht dargestellt) angeschlossen. Die photoleitfähige Schicht 150d ist aus amorphem Silizium hergestellt. Die Flüssigkristallschicht 150f enthält nematische Flüssigkristalle, deren Moleküle horizontal ausgerichtet sind. Die Flüssigkristallmoleküle drehen in einer spezifischen Ebene in Übereinstimmung mit der an die Schicht 150f angelegten Spannung zum Ändern des Brechungsindex der Flüssigkristallschicht 150f.
Der derart konfigurierte PAL-SLM 150 hat das schreibseitige transparente Substrat 150a gegenüber der Zwischenlinse 140 liegen und das leseseitige transparente Substrat 150b gegenüber der Ausrichtlinse 130 und Fourier-Linse 50 liegen. Zusätzlich ist der PAL-SLM 150 in einer Reihenfolge angeordnet, dass das von der Ausrichtlinse 30 austretende Leselicht auf das leseseitige transparente Substrat 150b schräg auftrifft. Das heißt, das Leselicht trifft auf das leseseitige transparente Substrat 150b schräg mit einem vorbestimmten Einfallswinkel θ in Bezug auf eine optische Achse I des einfallenden Lichts auf. Nachdem das Leselicht von der Spiegelschicht 150e reflektiert worden ist, tritt das Leselicht aus dem leseseitigen transparenten Substrat 150b entlang einer optischen Achse O der schrägen Reflektion im Reflektionswinkel θ aus, der identisch mit dem Einfallswinkel ist, um die Fourier-Linse 50 zu erreichen. Beachte, dass die Leselichtquelle 10 derart ausgerichtet ist, dass das Leselicht oder linear polarisierte Licht P auf dem PAL-SLM 150 als ein P-polarisierter Strahl auftrifft. In dem PAL-SLM 150 sind die Flussigkristallmoleküle in der Flüssigkristallschicht 150f weitgehend parallel ausgerichtet zu der Polarisationsebene des Leselichts. Dem gemäß verläuft eine vorbestimmte Ebene, in der die Flüssigkristallmoleküle sich in Übereinstimmung mit der an die Flüssigkristallschicht 150f angelegten Spannung drehen weitgehend parallel zur Normalebene des Leselichts. (Beachte, dass die Normalebene die Ebene der 3 ist, die die optische Achse I des Einfallens des Leselichts enthält, die optische Achse O der Reflektion davon und die normale zu der Spiegelschicht 150e).
Wenn das intensitätsmodulierte von der LCD 130 emittierte Licht durch die Zwischenlinse 140 auf die photoleitfähige Schicht 150d auftrifft und fokussiert ist, ändert sich die Kristallstruktur des amorphen Siliziums der photoleitfähigen Schicht 150d, hierdurch eine über den Flussigkristallmolekülen anliegende Spannung ändernd. Entsprechend zeigt die photoleitfähige Schicht 150d einen einen elektrisch gesteuerten Doppelbrechungseffekt (ECB vom englischsprachigen Ausdruck Electrically Controlled Birefringence), in welchem die Flüssigkristallmoliküle drehen, um den Index der Doppelbrechung der Flüssigkristallschicht 150f zu ändern. Daher wird das Leselicht, das durch die Ausrichtlinse 30 getreten ist, phasenmoduliert wenn es sich in der Flüssigkristallschicht 150f ausbreitet. Das Leselicht wird reflektiert an der Spiegelschicht 150e, breitet sich in der Flüssigkristallschicht 150f wieder aus und tritt aus dem PAL-SLM als das phasenmodulierte Licht aus. Das phasenmodulierte Licht hat eine Phasenverteilung mit einer Wellenfrontverzerrung, die der Intensitätsverteilung des intensitätsmodulierten Lichts entspricht, das von der LCD 130 herruhrt. Das von dem PAL-SLM 150 emittierte phasenmodulierte Licht wird einer räumlichen Fourier-Transformation unterzogen in der Fourier-Linse 50, um auf das Verarbeitungsziel T fokussiert zu sein.
Die Strukturen des PAL-SLM 150 und Phasenmodulationsmodul 40 sind beispielsweise detailliert in der PCT Veröffentlichung WO 00/34823 A1 wiedergegeben.
Wie in dem Funktionsblockdiagramm der 4 gezeigt, schließt der Controller 60 eine Musterspeichereinheit 60a ein, eine Verzerrungsmusterspeichereinheit 60b, eine Verzerrungskorrekturmustererzeugereinheit 60c, eine Verzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d, eine Addiereinheit 60e, eine Speichereinheit für verzerrungskorrigierte Muster 60f, eine Steuereinheit 60g, eine Verzerrungsmustereingabeeinheit 60h, eine Mustereingabeeinheit 60i und eine Muster-Erzeugungseinheit 60j. Die Musterspeichereinheit 60a, die Verzerrungsmusterspeichereinheit 60b, die Verzerrungskorrekturmustereinheit 60d und die Speichereinheit des verzerrungskorrigierten Musters 60f sind in dem Festplattenlaufwerk 61 eingerichtet.
Die Verzerrungskorrekturmuster-Erzeugungseinheit 60c wird durch die CPU 62 gesteuert zum Ausführen des Verzerrungskorrekturmuster-Erzeugungsprogramms zum Erzeugen von Verzerrungskorrekturmustern. Die Addiereinheit 60e wird von der CPU 62 gesteuert zum Ausführen des Programms zum Erzeugen von verzerrungskorrigierten Mustern, hierbei Muster addierend, wie später erläutert wird. Die Steuereinheit 60g wird von der CPU 62 gesteuert zum Ausführen des Programms zum Antreiben des Moduls, hierdurch das Phasenmodulationsmodul antreibend. Die Verzerrungsmustereingabeeinheit 60h schließt die Eingabe/Ausgabeschnittstelle 66 ein, die Mustereingabeeinheit 60i schließt eines ein aus der GGruppe von der Leseeinrichtung 65 und der NCU 67. Die Muster-Erzeugungseinheit 60j wird von der CPU 62 gesteuert zum Ausführen eines Bilderzeugungsprogramms zum Erzeugen gewünschter Phasenmuster.
Die Musterspeichereinheit 60a dient dem Speichern von Daten H(x, y), die ein gewünschtes Phasenmuster repräsentieren, durch welches das Verarbeitungsziel T verarbeitet werden sollte. In der vorliegenden Ausführungsform repräsentieren die gewünschten Phasenmusterdaten ein computererzeugtes Hologrammmuster (das nachstehend als CGH-Muster bezeichnet wird vom englischsprachigen Ausdruck Computer-Generated Hologram). Die CGH-Musterdaten H(x, y) zeigen den jeweiligen Phasenwert (d. h. den Umfang der Phasenmodulation) an, um welchen Licht an der jeweiligen Position (x, y) einer transparenten Pixelelektrode in der Pixelaufbauschicht 130c des LCD 130 des Phasenmodulationsmoduls 40 phasenmoduliert werden sollte.
Speziell schließen die CHG-Musterdaten H(x, y) den Phasenwert für jedes Pixel (x, y) ein, wie in 5 gezeigt. Beispielsweise ist der CGH-Musterdatenwert H(x, y) für das Pixel an der Position (0, 0) an der oberen linken Ecke 2,5π und der CGH-Musterdatenwert H(x, y) für das Pixel unmittelbar rechts von diesem Pixel ist 3,4π. In 5 hat ein Pixel mit dem Phasenwert 0 schwarze Farbe, ein Pixel mit dem Phasenwert 2π hat weiße Farbe und ein Pixel mit einem Phasenwert im Bereich von 0 bis 2π hat graue Farbe. In 5 sind alle Pixel mit einem Phasenwert gleich oder größer als 2π oder einem negativen Phasenwert ersetzt durch eines mit einem Phasenwert im Bereich von 0 bis 2π, welches der Restwert ist, erhalten durch Dividieren des Phasenwertes durch 2π.
Beachte, dass der CGH-Musterdatenwert H(x, y) ein Datenwert ist, den die CUP 62 (Muster-Erzeugungseinheit 60j) generiert hat als sie ein Programm für ein Bild ausgeführt hat. Alternativ können die CGH-Musterdaten (x, y) über die Mustereingabeeinheit 60i von außen eingegeben werden. In diesem Fall sind die CGH-Musterdaten (x, y) in einem Aufzeichnungsmedium wie zum Beispiel einer flexiblen Diskette, einer CD-ROM oder einer DVD aufgezeichnet worden oder sind von dem Netz 68 hochgeladen worden. Die Leseeinrichtung 65 oder die NCU 77 (d. h., die Mustereingabeeinheit 60i) empfängt die CHG-Musterdaten H(x, y) von dem Aufzeichnungsmedium oder dem Netz 68 zum Speichern der Daten in der Musterspeichereinheit 60a.
Die Verzerrungsmusterspeichereinheit 60b ist vorgesehen zum Speichern der das Phasenverzerrungsmuster Φ₁(x, y) des Leselichts repräsentierenden Daten, welches durch die Ausrichtlinse 30 hindurchgetreten ist. Das von der Leselichtquelle 10 emittierte Leselicht hat statische Phasenverzerrung an der Wellenfront, welche verursacht wird wegen des Aufbaus der Leselichtquelle 10. Ferner tritt eine statische Phasenverzerrung an der Wellenfront des Leselichts bedingt durch die Aberration des räumlichen Filters 20 und der Ausrichtlinse 30 auf, wenn das Leselicht durch das räumliche Filter 20 und die Ausrichtlinse 30 hindurchtritt. Demnach hat das von der Ausrichtlinse 30 kommende Leselicht wegen des optischen Systems einschließlich der Leselichtquelle 10, des raumlichen Filters 20 und der Ausrichtlinse 30 eine Wellenfrontverzerrung wie eine in 4 gezeigte gekrümmte Linie. Die Verzerrungsmusterspeichereinheit 60b speichert das Phasenverzerrungsmuster Φ₁(x, y) das die Wellenfrontverzerrung anzeigt. Beachte, dass ”(x, y)” einen Punkt in einer Ebene reprasentiert, die senkrecht zur optischen Achse des Leselichts ist. Dieser Punkt x, y entspricht der Position jeder transparenten Pixelelektrode, die in der Pixelaufbauschicht 130c der LCD 103 vorgesehen ist. Das heißt, das Phasenverzerrungsmuster Φ₁(x, y) zeigt den Phasenwert für jede Position (x, y) an und definiert die Wellenfrontverzerrung des Leselichts, nämlich eine Verteilung von voreilenden und nacheilenden Teilen der Wellenfront (d. h. die gekrümmte Linie in 4).
Die Daten des Phasenverzerrungsmusters Φ₁(x, y) werden über die Eingabe/Ausgabeschnittstelle 66 (exakter die Verzerrungsmustereingabeeinheit 60h) eingegeben. Mit anderen Worten, die Eingabe/Ausgabeschnittstelle 66 (Verzerrungsmustereingabeeinheit 60h) empfängt die Daten über das Phasenverzerrungsmuster Φ₁(x, y) von dem Wellenfrontdetektor 210, welcher später beschrieben werden wird, zum Speichern der Daten in der Verzerrungsmusterspeichereinheit 60b.
Die Verzerrungskorrekturmuster-Erzeugungseinheit 60c erzeugt Daten eines Phasenverzerrungskorrekturmusters C₁(x, y) zum Eliminieren des Wellenfrontverzerrungsmusters basierend auf den das Wellenfrontverzerrungsmuster Φ₁(x, y) repräsentierenden Daten, die in der Verzerrungsmusterspeichereinheit 60b gespeichert sind. Genauer berechnet die Verzerrungskorrekturmuster-Erzeugungseinheit 60c das Muster –Φ₁(x, y), das invers ist zu dem Muster Φ₁(x, y) zum Festlegen des Phasenverzerrungsmusters –Φ₁(x, y) als ein Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁(x, y). Entsprechend zeigt das Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁(x, y) einen Phasenwert für jede Position (x, y).
Wie oben beschrieben ist das Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁(x, y). ein Muster zum Verzögern der voreilenden Teile der Wellenfront Φ₁(x, y) und zum Vorantreiben der verzogerten Teile davon, welche in 4 als eine gekrümmte Linie dargestellt sind. Angenommen dass das Phasenverzerrungsmuster Φ₁(x, y) eine Verteilung entlang der y-Achsenrichtung hat verzerrt um eine gegebene x-Koordinatenposition in, wie in 6 gezeigt. Dann wird das Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁(x, y) erzeugt, damit eine ebene Welle, wie in 6 gezeigt, erzeugt werden kann durch Addieren des Phasenverzerrungsmusters C₁(x, y) zu dem Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁(x, y). Wie in 5 gezeigt hat das Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁(x, y) eine Wert von 3,5π an einer Position (0, 0) an der linken oberen Ecke und hat einen anderen Wert von 2,1π an der nächsten rechtsseitigen Position (1, 0).
Die Verzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d ist entworfen zum Speichern der Daten des Phasenverzerrungskorrekturmusters C₁(x, y), das von der Verzerrungskorrekturmuster-Erzeugungseinheit 60c erzeugt wird.
Die Addiereinheit 60e addiert die CGH-Musterdaten H(x, y), die in der Musterspeichereinheit 60a gespeichert sind, zu den Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁(x, y), die in der Verzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d gespeichert sind, zum Generieren von Daten eines phasenverzerrungskorrigierten Musters H'(x, y). Das heißt, die Addiereinheit 60e führt die Operation aus von H'(x, y) = H(x, y) + C₁(x, y).
Um es genauer zu sagen, die Addiereinheit 60e addiert die CGH-Musterdaten H(x, y) und die Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁(x, y). für jede Pixelposition (x, y) zum Generieren eines phasenverzerrungskorrigierten Musters H'(x, y), wie in 5 gezeigt. In einem derart erzeugten phasenverzerrungskorrigierten Muster H'(x, y) hat die Position (0, 0) oder die linke obere Ecke einen Phasenwert von 6π (= 2,5π + 3,5π) und die Position (1, 0) hat einen Phasenwert von 5,5π (= 3,4π + 2,1π).
Da das Leselicht eine kontinuierliche Welle ist wird die Ausgangsgröße der Addiereinheit 60e nicht verändert, selbst wenn die Wellenfront um eine Wellenlange oder eine 2π-Phase versetzt ist. Daher führt die Addiereinheit 60e einen Umsetzprozess (nachstehend als ”Phasen-Aufschlag-Prozess” bezeichnet) aus, wenn der phasenverzerrungskorrigierte Musterdatenwert H'(x, y) für einen jeweiligen Bildpunkt (x, y) einen negativen Phasenwert hat oder einen Phasenwert gleich oder größer als 2π. In dem Phasen-Aufschlag-Prozess wird der Phasenwert für den jeweiligen Bildpunkt ersetzt durch den Rest, der erhalten wird durch Dividieren des Phasenwertes durch 2π. Beispielsweise misst der Phasenwert H'(0, 0) = 6π für die Pixelposition (0, 0) umgesetzt in H'(0, 0) = 0. Der Phasenwert H'(1, 0) = 5,5π für die Pixelposition (1, 0) wird umgesetzt in H'(1, 0) = 1,5π. Um den Rest der Division eines negativen Phasenwertes um 2π zu finden wird zuerst der Absolutwert des negativen Phasenwertes erhalten und ein minimaler positiver Wert wird dann erhalten, welcher ein ganzzeiliges Vielfaches von 2π erzielt, wenn hinzugefügt zu dem Absolutwert. Beispielsweise, wenn der Phasenwert H'(2, 0) für die Pixelposition (2, 0) –0,3π ist, wird der Phasenwert H'(2, 0) umgesetzt in 1,7π. In der vorliegenden Ausführungsform führt die Addiereinheit 60e den Phasen-Aufschlags-Prozess aus. Daher kann der PAL-SLM 150 im wesentlichen dieselbe Phasenmodulation unter Verwendung des Restes des Dividierens des Phasenwertes um 2π durchführen, selbst wenn der PAL-SLM 150 keine Phasenmodulation bei einem Phasenwert von 2π oder darüber ausführen kann.
Die Speichereinheit 60f des Verzerrungskorrigiermusters wird verwendet zum Speichern der Daten des verzerrungskorrigierten Musters H'(x, y), die von der Addiereinheit 60e erzeugt werden.
Die Steuereinheit 60g erzeugt ein Antriebssignal basierend auf den Daten des verzerrungskorrigierten Musters H'(x, y), die in der Speichereinheit 60f der verzerrungskorrigierten Daten gespeichert sind zum Antreiben des in dem Modul 40 enthaltenen LCD 130.
Die Modulation (der Prozess) durch die Laserverarbeitungseinrichtung 1 mit oben beschriebener Konfiguration wird unter Bezugnahme auf 7(A) erläutert.
Die Addiereinheit 60e startet das Addieren von Mustern wenn ein Benutzer durch die Eingabeeinrichtung des Controllers 60 die Laserverarbeitungseinrichtung 1 instruiert, zu arbeiten (S1).
Der Musteraddierprozess (S1) wird beschrieben unter Bezugnahme auf 7(B).
Im Musteraddierprozess liest die CPU 62 zuerst einen gewünschten CGH-Musterdatenwert H(x, y) aus der Musterspeichereinheit 60a (Schritt S2).
Die CPU 62 liest dann einen Phasenverzerrungskorrekturmusterdatenwert C₁(x, y) von der Verzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d (Schritt S3).
Als nächstes addiert die CPU 62 die CGH-Musterdaten H(x, y) und die Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁(x, y), hierdurch phasenverzerrungskorrigierte Musterdaten H'(x, y) (= H'(x, y) + C₁(x, y) erzeugend (Schritt S4). Wenn der Wert der phasenverzerrungskorrigierten Musterdaten H'(x, y) für jeden Bildpunkt (x, y) einen negativen Wert hat oder einen Wert gleich oder größer als 2π, führt die Addiereinheit 60e den Phasen-Aufschlags-Prozess aus, in welchem der Wert ersetzt wird durch den Rest, erhalten durch Division des Phasenwertes 2π.
Wie oben beschrieben werden die phasenverzerrungskorrigierten Musterdaten H'(x, y) erhalten. Diese Daten werden in die Speichereinheit 60f für verzerrungskorrigierte Muster gespeichert (Schritt S5).
Demnach ist der Musteradditionsprozess (S1) abgeschlossen.
Daraufhin führt die CPU 62 einen Antreib-Prozess aus zum Antreiben des Phasenmodulationsmoduls 40 im Schritt S7. Speziell erzeugt die CPU 62 ein Antriebssignal basierend auf den Daten H'(x, y) des phasenverzerrungskorrigierten Musters zum Antreiben jeder transparenten Pixelelektrode an einer Pixelposition (x, y) in der Pixelaufbauschicht 130c der LCD 130. Gleichzeitig werden die Schreiblichtquelle 110 und die Leselichtquelle 10 eingeschaltet. Die LCD 130 erzeugt intensitätsmoduliertes Licht mit der Intensitätsverteilung des phasenverzerrungskorrigierten Musters H'(x, y). Das intensitätsmodulierte Licht wird durch die Zwischenlinse 140 zu der photoleitfähigen Schicht 150d des PAL-SLM 150 übertragen. Der PAL-SLM 150 wird optisch adressiert durch das intensitätsmodulierte Licht, das die Intensitätsverteilung des phasenverzerrungskorrigierten Musters H'(x, y) im Querschnitt hat. Das Leselicht mit der Wellenfrontverzerrung des Phasenverzerrungsmusters Φ₁(x, y) im Querschnitt durchläuft die Ausrichtlinse 30 zu dem PAL-SLM 150. Der PAL-SLM 150 phasenmoduliert das Leselicht mit dem phasenverzerrungskorrigierten Muster H'(x, y) zum Erzeugen phasenmodulierten Lichts, das die Ursprungswellenform des CGH-Musters H(x, y) hat.
Mit anderen Worten, der PAL-SLM 150 phasenmoduliert das Leselicht mit der Wellenfrontverzerrung des Phasenverzerrungsmusters Φ₁(x, y) mit dem phasenverzerrungskorrigierten Muster H'(x, y) zum Ausführen einer Addition von Phasenverteilungen, welche ausgedrückt werden durch die folgende Gleichung (1): Φ₁(x, y) + H'(x, y) = Φ₁(x, y) + {C₁(x, y) + H(x, y)} = Φ₁(x, y) + {–Φ₁(x, y) + H(x, y)} = H(x, y)
Demnach erzeugt der PAL-SLM 150 das Leselicht, da es die Phasenverteilung eines gewünschten CGH-Musters H(x, y) hat. Dieses Leselicht verläuft durch die Fourier-Linse 50 zum Ausbilden eines gewünschten, dem CGH-Muster H(x, y) entsprechenden Musters auf dem Verarbeitungsziel H.
Beachte, dass das Programm zum Erzeugen der verzerrungskorrigierten Muster ein Programm umfasst, das den Musteradditionsprozess ausführt (S1). Es sollte auch bemerkt werden, dass das Programm zum Antreiben des Moduls ein Programm umfasst, das den Schritt S7 ausführt.
Wie oben beschrieben wird in der vorliegenden Ausführungsform das Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁(x, y) im voraus in der Verzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d gespeichert. Dem gemäß ist es möglich, das phasenverzerrungskorrigierte Muster H'(x, y) bloß durch Lesen des Musters C₁(x, y) aus der Speichereinheit 60d und Addieren des Musters C₁(x, y) zu dem gewünschten Phasenmuster H(x, y) zu erhalten. Daher kann das phasenverzerrungskorrigierte Muster H'(x, y) in kurzer Zeit erlangt werden. Es ist demnach möglich, eine Echtzeitsteuerung für das phasenverzerrungskorrigierte Muster H'(x, y) durchzufuhren.
Selbst wenn die Leselichtquelle 10, das räumliche Filter 20 und die Ausrichtlinse 30 optische Elemente ohne hohe Präzision sind, kann das Phasenmodulationsmodul 40 effizient mit dem gewünschten Phasenmuster H(x, y) phasenmoduliertes Licht erzeugen wenn das Phasenmodulationsmodul 40 durch das Phasenverzerrungskorrigierte Muster H'(x, y) angetrieben wird. Entsprechend sind keine teuren optischen Elemente erforderlich. Zusätzlich kann der Aufbau der Laserverarbeitungseinrichtung 1 einfach ausgestaltet werden, so dass die Laserverarbeitungseinrichtung 1 bei niedrigen Kosten hergestellt werden kann.
In dieser Ausführungsform führt die Laserverarbeitungs-Einrichtung 1 einen Verzerrungskorrekturmuster-Erzeugungsprozess vor dem Starten der Verarbeitung des Verarbeitungsziels aus. Die Wellenfrontverzerrung des aus der Ausrichtungslinse 30 austretenden Leselichts wird nämlich gemessen, so dass Phasenverzerrungsmusterdaten Φ₁(x, y) erzeugt werden. Und dann werden Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁(x, y) = –Φ₁(x, y) erzeugt, um in der Verzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d gespeichert zu werden. Der Verzerrungskorrekturmusterbildungsprozess wird unter Bezugnahme auf 8 bis 9(B) erläutert.
Zum Erzeugen des Verzerrungskorrekturmusters ordnet ein Benutzer einen Strahlabtaster 200 und einen Wellenfrontdetektor 210 in der Laserverarbeitungseinrichtung 1 an, wie in 8 gezeigt. In 8 sind zum Erleichtern des Verständnisses nur die Verzerrungsmustereingabeeinheit 60h und die Steuereinheit 60g gezeigt, und die anderen Elemente 60a bis 60f, 60i und 60j des Controllers 60 sind nicht dargestellt.
Der Strahlabtaster 200 ist aufgebaut zum Reflektieren eines Teils des einfallenden Lichtes und um es dem Rest des einfallenden Lichtes zu ermöglichen, hindurchzutreten. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Strahlabtaster 200 stromabwarts von der Ausrichtlinse 30 angeordnet. Der Strahlabtaster 200 reflektiert einen Teil des Leselichtes, das durch die Ausrichtlinse 30 getreten ist und ermöglicht es dem restlichen Teil des Leselichtes, ihn zu durchlaufen zu dem Phasenmodulationsmodul 40.
Der Wellenfrontdetektor 210 misst eine Wellenfront des darin einfallenden Lichts. Beispielsweise besteht der Detektor 210 aus einem wohlbekannten Shack-Hartmann-Sensor. Der Shack-Hartmann-Sensor besteht aus einem Linsen-Array, einem zweidimensionalen Detektor und einer Signalverarbeitungseinheit, welche nicht dargestellt sind. Das Linsen-Array sammelt Licht. Der zweidimensionale Detektor wandelt einen auf das Linsen-Array fokussierten Lichtpunkt in ein Bildsignal um. Die Signalverarbeitungseinheit verarbeitet das Bildsignal zum Erzeugen von Daten, die ein Wellenfrontmuster des Lichts repräsentieren. Der oben konfigurierte Wellenfrontdetektor 210 ist an einer Position angeordnet zum Empfangen des von dem Stahlabtaster 200 reflektierten Lichts. Der Detektor 210 erfasst die Wellenfront des einfallenden Lichts zum Erzeugen der Phasenverzerrungsmusterdaten, welche die Verzerrung der Wellenfront repräsentieren. Eine Signalverarbeitungseinheit des Wellenfrontdetektors 210 ist mit der Ein/Ausgabeschnittstelle 66 (der Verzerrungsmustereingabeeinheit 60h) des Controllers 60 derart verbunden, dass die von dem Detektor 210 erzeugten Phasenverzerrungsmusterdaten in den Controller 60 eingegeben werden können. Der Wellenfrontdetektor 210 kann aus einem Interferometer bestehen.
Nachdem der Benutzer den Wellenfrontdetektor 210 in der Laserverarbeitungseinrichtung 1 installiert hat, wird ein Messprozess gestartet, wie in 9(A) gezeigt (Schritt S10). Das heißt, der Benutzer startet das Antreiben der Leselichtquelle 10. Der Strahlabtaster 200 reflektiert einen Teil des von der Ausrichtlinse 30 austretenden Leselichts zum Leiten des reflektierten Lichts zu dem Wellenfrontdetektor 210. Der Wellenfrontdetektor 210 misst die Wellenfront des einfallenden Lichts zum Erzeugen der Phasenverzerrungsmusterdaten Φ₁(x, y), die die Wellenfrontverzerrung des Lichts anzeigen. Die Wellenfrontverzerrungsmusterdaten Φ₁(x, y) werden dann über die Verzerrungsmustereingabeeinheit 60h in der Verzerrungsmusterspeichereinheit 60b gespeichert. Wenn der Wellenfrontdetektor 210 das Messen der Wellenfront des Leselichts beendet, wird die Leselichtquelle 10 ausgeschaltet.
Als nächstes startet der Controller 60 einen Musterberechnungsprozess (Schritt S20).
Der Musterberechnungsprozess wird unter Bezugnahme auf 9(B) erläutert.
In dem Musterberechnungsprozess liest die Verzerrungskorrekturmuster-Erzeugungseinheit 60c die Phasenverzerrungsmusterdaten Φ₁(x, y) aus der Verzerrungsmusterspeichereinheit 60b. Die Einheit 60c invertiert dann das Vorzeichen der Phasenverzerrungsmusterdaten Φ₁(x, y), hierdurch Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁(x, y) erzeugend (Schritt S26). Das heißt, die Verzerrungskorrekturmuster-Erzeugungseinheit 60c führt die Operation C₁(x, y) = –Φ₁(x, y) aus zum Erhalten eines Phasenverzerrungskorrekturmusters C₁(x, y).
Die Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁(x, y) werden in der Verzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d gespeichert (Schritt 28). Demnach ist der Musterberechnungsprozess (in 9(A) gezeigter Schritt S20) beendet und ein Verzerrungskorrekturmuster-Erzeugungsprozess ist ebenfalls beendet. Der Benutzer entfernt Strahlabtaster 200 und Wellenfrontdetektor 210 von der Laserverarbeitungseinrichtung 1, um das System in den in 1 gezeigten Zustand zurückzubringen.
Wie oben beschrieben misst in dieser Ausführungsform die Laserverarbeitungseinrichtung 1 zuerst Phasenverzerrungsmusterdaten Φ₁(x, y) und erzeugt dann ein Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁(x, y), hierdurch das resultierende Muster C₁(x, y) in der Verzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d speichernd.
Es sollte bemerkt werden, dass das Programm zum Erzeugen eines Verzerrungskorrekturmusters ein Programm einschließt zum Ausführen des Musterberechnungsprozesses S20 (d. h. in 9(B) gezeigter Schritt S20).
(Erste Modifikation)
Nachstehend wir eine ersten Modifikation der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Wie oben beschrieben hat die Laserverarbeitungseinrichtung 1 die in 1 dargestellte Struktur. Der Strahlabspalter 200 und Wellenfrontdetektor 210 sind in die Laserverarbeitungseinrichtung 1 nur eingearbeitet, wie in 8 gezeigt, wenn der Verzerrungskorrekturmustererzeugungsprozess (9(A), 9(B)) ausgeführt wird. Alternativ kann die Laserverarbeitungseinrichtung 1 immer den Aufbau von 8 haben. Das heißt, der Strahlabtaster 200 und Wellenfrontdetektor 210 können in der Einrichtung 1 installiert sein, wie in 8 dargestellt. In diesem Fall führt die Laserverarbeitungseinrichtung 1 mit dem in 8 gezeigten Aufbau den Verzerrungskorrekturmusterausbildungsprozess (9(A), 9(B)) aus und führt dann die Phasenmodulation aus (7(A), 7(B)). Der Strahlabtaster 200 lässt den größten Teil des Leselichtes hindurch und lenkt ihn zu dem Phasenmodulationsmodul 40, sodass das Phasenmodulationsmodul 40 die Phasenmodulation an dem aus der Leselichtquelle 10 austretenden Leselicht ausführen kann. Daher ist die Verarbeitung des Ziels nicht durch den Strahlabtaster 200 im optischen Pfad des Leselichtes behindert.
(Zweite Modifikation)
Wie durch die gekrümmte gestrichelte Linie der 1 dargestellt, kann die Wellenfront des Leselichtes statische Phasenverzerrung haben bedingt durch niedrige Oberflächenpräzision des leseseitigen transparenten Substrats 150b, das in dem PAL-SLM 150 vorgesehen ist. Insbesondere wird das Leselicht verzerrt, wenn es durch das leseseitige transparente Substrat 150b des PAL-SLM 150 hindurchtritt. In Hinblick hierauf kann die durch die Leselichtquelle 10, das raumliche Filter 20, die Ausrichtlinse 30 und den PAL-SLM 150 bedingte statische Wellenfrontverzerrung im voraus gemessen und eliminiert werden. In der vorliegenden Modifikation ist in dem Prozess des Erzeugens eines Wellenfrontverzerrungskorrekturmusters (9(A) der Strahlabtaster 200 stromabwarts von dem Phasenmodulationsmodul 40 angeordnet zum Reflektieren eines Teils des aus dem PAL-SLM 150 zu dem Wellenfrontdetektor 210 austretenden Leselichts, wie in 10 dargestellt. Unter dieser Bedingung wird der in 9(A) gezeigte Messprozess (S10) ausgeführt. In 10 sind nur die Verzerrungsmustereingabeeinheit 60h und die Steuereinheit 60g gezeigt, wie in 8. Und die anderen Elemente 60a bis 60f, 60i und 60j des Controllers 60 sind nicht dargestellt.
Während der Wellenfrontdetektor 210 die Wellenfrontverzerrung in S10 erfasst, behält die Steuereinheit 60g das Phasenmodulationsmodul 40 ausgeschaltet. Die Steuereinheit 60g führt namlich kein Antriebssignal zu dem LCD 130, schaltet die Schreiblichtquelle 110 aus und legt keine Spannung von der Wechselspannungsversorgung (nicht dargestellt) an den PAL-SLM 150 an. Diese Bedingungen halten die Flüssigkristallschicht 150f des PAL-SLM 150 von einer Phasenmodulation des Leselichtes ab. Der Wellenfrontdetektor 210 kann demnach eine durch die Leselichtquelle 10, das räumliche Filter 20, die Kollimator- beziehungsweise Ausrichtlinse 30 und das leseseitige transparente Substrat 150b des PAL-SLM 150 bedingt eingefügte Wellenfrontverzerrung (nachstehend als ”Φ₂(x, y)” bezeichnet) erfassen. Der Wellenfrontdetektor 210 speichert das erfasste Phasenverzerrungsmuster Φ₂(x, y) in der Verzerrungsmusterspeichereinheit 60b durch die Verzerrungsmustereingabeeinheit 60h.
Es nicht vorzuziehen, das Phasenmodulationsmodul 40 während des Messprozesses S10 (9(A)) anzutreiben. Angenommen, dass das Phasenmodulationsmodul 40 eingeschaltet ist. Das heißt, wenn ein Antriebssignal an das LCD 130 angelegt würde, demnach die Schreiblichtquelle 110 eingeschaltet wäre und eine Wechselspannung an den PAL-SLM 150 angelegt würde, würde das LCD 130 intensitätsmoduliertes Licht erzeugen, welches eine Art von Muster repräsentiert, sodass das PAL-SLM 150 die Wellenfront des Leselichtes in Übereinstimmung mit dem intensitätsmodulierten Licht verarbeiten würde zum Erzeugen des Phasenmusters entsprechend dem intensitätsmodulierten Licht (Wellenfrontverzerrung). In diesem Fall erfasst der Wellenfrontdetektor 110 die durch die optischen Elemente 10 bis 30 und 150 bedingte Wellenfrontverzerrung und die durch das auf der LCD 130 erscheinende Muster bedingte Wellenfrontverzerrung gemeinsam, welche einander überlagert sind. Mit anderen Worten, der Detektor 210 kann nicht nur die durch die Elemente 10 bis 30 und 150 bedingte Verzerrung erfassen unabhängig von der durch das Muster bedingten Wellenfrontverzerrung.
In dem Musterberechnungsprozess der 9(B) liest die Verzerrungskorrekturmuster-Erzeugungseinheit 60c die Phasenverzerrungsmusterdaten Φ₂(x, y) von der Verzerrungsmusterspeichereinheit 60b in Schritt 26 zum Berechnen eines inversen Musters C₂(x, y) der Musterdaten Φ₂(x, y) (= –Φ₂(x, y)). Im Schritt S28 wird das inverse Muster C2(x, y) in der Verzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d als ein Phasenverzerrungskorrekturmuster gespeichert. Daraufhin werden nachdem der Musterberechnungsprozess S20 beendet ist, der Strahlabtaster 200 und der Wellenfrontdetektor 210 von der Laserverarbeitungseinrichtung 1 entfernt. Die Laserverarbeitungseinrichtung 1 kehrt dann zu dem in 1 gezeigten Zustand zurück.
In der Phasenmodulation (7(A), 7(B)) addiert die Addiereinheit 60e das Phasenverzerrungskorrekturmuster C₂(x, y) und ein gewünschtes CGH-Muster H(x, y) zum Erzeugen eines phasenverzerrungskorrigierten Musters H'(x, y) (S1). Ein Antriebssignal für das LCD 130 wird basierend auf dem resultierenden Phasenverzerrungskorrigierten Muster H'(x, y) zum Antreiben des Phasenmodulationsmoduls 40 erzeugt (S7).
In dieser Modifikation erfast der Wellenfrontdetektor 210 das durch die Leselichtquelle 10, das räumliche Filter 20, die Ausrichtlinse 30 und das leseseitige Substrat 150b des PAL-SLM 150 bedingte Phasenverzerrungsmuster Φ₂(x, y). Zum Eliminieren des Musters Φ₂(x, y) wird ein Phasenverzerrungskorrekturmuster C₂(x, y) erzeugt zum Addieren zu einem gewünschten CGH-Muster H(x, y), hierdurch ein Phasenverzerrungskorrigiertes Muster H' erhaltend.
Das Phasenmodulationsmodul 40 wird mit dem phasenverzerrungskorrigierten Muster H'(x, y) derart angetrieben, dass phasenmoduliertes Licht, das die Phasenverteilung des gewünschten CGH-Musters H(x, y) im Querschnitt hat, erzeugt werden kann ohne irgendwelche Verzerrung. Wenn das phasenmodulierte Licht durch die Fourier-Linse 50 hindurchtritt, wird zuverlässig ein gewünschtes Muster entsprechend dem CGH-Muster H(x, y) auf dem Verarbeitungsziel T ausgebildet.
Wie oben beschrieben wird in der vorliegenden Modifikation das LCD 130 mit dem phasenverzerrungskorrigierten Muster H'(x, y) gesteuert, selbst wenn das leseseitige transparente Substrat 150b des PAL-SLM 150 eine Verzerrung hat. Daher ist es möglich mit hoher Präzision, Licht zu erzeugen, das phasenmoduliert ist mit einem gewünschten Muster H(x, y). Dem gemäß kann die Laserverarbeitungseinrichtung 1 bei niedrigen Kosten hergestellt werden.
In dieser Modifikation können der Strahlabtaster 200 und Wellenfrontdetektor 210 wie in 10 gezeigt in der Einrichtung 1 in ähnlicher Weise installiert werden wie in der ersten Modifikation. In diesem Fall wird, nachdem die Laserverarbeitungseinrichtung 1 den Prozess zum Erzeugen eines Verzerrungskorrekturmusters (9(A), 9(8)) mit Hilfe der Konfiguration der 10 durchführt, der Modulationsprozess (7(A), 7(B)) durchgeführt. In der Modulation lasst der Strahabtaster 200 den größten Teil des einfallenden Leselichtes durch und leitet ihn zur Fourier-Linse 50. Die Fourier-Linse 50 führt Fourier-Transformation an dem phasenmodulierten Licht durch, sodass das Licht verwendet wird zum Verarbeiten des Ziels.
(Dritte Modifikation) Nur die aus dem leseseitigen transparenten Substrat 150b des PAL-SLM 150 resultierende Wellenfrontverzerrung kann gemessen werden bevor das Phasenmodulationsmodul 50 in der Laserverarbeitungseinrichtung 1 angeordnet ist. Mit anderen Worten, eine Messausrüstung 70 mit einem Wellenfrontdetektor 220 ist vorgesehen, um mit der Verzerrungsmuster-Eingabeeinheit 60h (Ein/Ausgabeschnittstelle 66) des Controllers 60 verbunden zu werden. Der Wellenfrontdetektor 220 hat denselben Aufbau wie der des Wellenfrontdetektors 210 und arbeitet auf dieselbe Weise wie der Wellenfrontdetektor 210. In 11 sind nur die Verzerrungsmustereingabeeinheit 60h und die Steuereinheit 60g in ähnlicher Weise wie in 8 und 10 gezeigt und andere Elemente 60a bis 60f, 60i und 60j des Controllers 60 sind nicht dargestellt.
In diesem Fall wird der Prozess des Erzeugens eines Verzerrungskorrekturmusters (9(A), 9(B)) ausgeführt, wie nachstehend beschrieben wird.
Zuerst fügt ein Benutzer das Phasenmodulationsmodul 40 als Probe in die Messausrüstung 70 ein. Der Messprozess (S10) wird gestartet. Das heißt, das Phasenmodulationsmodul 40 ist ausgeschaltet und das von einer vorbestimmten Leselichtquelle herrührende Leselicht mit korrigierter Wellenfrontverzerrung wird auf das leseseitige transparente Substrat 150b des PAL-SLM 150 eingestrahlt. Der Wellenfrontdetektor 220 misst die Wellenfrontverzerrung des von dem leselichtseitigen transparenten Substrats 150b emittierten Leselichts. Angenommen, dass das Phasenverzerrungsmuster des leseseitigen transparenten Substrats 150b des PAL-SLM 150 bestimmt wird als ein Phasenverzerrungsmuster Φ₁₅₀(x, y). Dann überträgt der Wellenfrontdetektor 220 die Musterdaten Φ₁₅₀(x, y) zu der Verzerrungsmusterspeichereinheit 60b durch die Verzerrungsmustereingabeeinheit 60h.
Statt des Einsetzens des gesamten Phasenmodulationsmoduls 40 in die Messausrüstung 70 braucht nur der PAL-SLM 150 in der Messausrüstung 70 angeordnet zu sein vor der Montage in das Phasenmodulationsmodul 40. In diesem Fall wird der PAL-SLM 150 im ausgeschaltenen Zustand gelassen. Genauer, keine Wechselspannung wird an den PAL-SLM 150 angelegt. Kein Schreiblicht wird auf den PAL-SLM 150 einstahlen lassen. Leselicht, das von der Leselichtquelle herrührt und eine korrigierte Wellenfrontverzerrung hat, strahlt auf das leseseitige transparente Substrat 150b des PAL-SLM 150 ein. Zu dieser Zeit misst der Wellenfrontdetektor 220 die Wellenfrontverzerrung Φ₁₅₀(x, y) des von dem leseseitigen transparenten Substrat 150b emittierten Leselichts.
Als nachstes wird der Musterberechnungsprozess (S20) ausgeführt. Wie in 9(B) gezeigt, liest die Verzerrungskorrekturmuster-Erzeugungseinheit 60c die Daten Φ₁₅₀(x, y) von der Verzerrungsmusterspeichereinheit 60b im Schritt S26. die Einheit 60c berechnet dann ein Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁₅₀(x, y) zum Korrigieren des Phasenverzerrungsmusters Φ₁₅₀(x, y) unter Verwendung der folgenden Gleichung: C₁₅₀(x, y) = –Φ₁₅₀(x, y) (2)
Das resultierende Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁₅₀(x, y) wird in der Verzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d gespeichert (S28).
In dem Modulationsprozess (7(A), 7(B)) liest die Addiereinheit 60e das Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁₅₀(x, y) von der Verzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d (S2). Die Einheit 80e addiert dieses Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁₅₀(x, y) zu einem gewünschten CGH-Muster H(x, y), hierdurch ein phasenverzerrungskorrigiertes Muster H'(x, y) erzeugend (S4). Mit anderen Worten, die Addiereinheit 60e führt die Operation von H'(x, y) = H(x, y) + C₁₅₀(x, y) aus, hierdurch das phasenverzerrungskorrigierte Muster H'(x, y) erzeugend.
(Vierte Modifikation)
Die Messausrüstung 70 kann verwendet werden zum Messen der aus der Leselichtquelle 10, dem räumlichen Filter 20, der Kollimator- beziehungsweise Ausrichtlinse 30 und dem leseseitigen transparenten Substrat 150b des PAL-SLM 150 herrührenden Wellenfrontverzerrung jeweils im voraus. Insbesondere ist die Messausrüstung 70 in dem Verzerrungskorrekturmusterausbildungsprozess (9(A), 9(B)) mit dem Controller 60 verbunden, wie in 11 gezeigt. In dem Messprozess (S10) werden die Leselichtquelle 10, das räumliche Filter 20, die Ausrichtlinse 30, das Phasenmodulationsmodul 40 und der PAL-SLM 150 wiederum in der Messausrüstung 70 angeordnet, so dass die durch jedes Element bedingte Wellenfrontverzerrung gemessen wird. In Bezug auf die Leselichtquelle 10 erfasst der Wellenfrontdetektor 220 die durch die Leselichtquelle 10 bedingte Wellenfrontverzerrung. Der Wellenfrontdetektor 220 erfasst die Wellenfrontverzerrung des von dem räumlichen Filter 20 emittierten Leselichts. Die durch die Ausrichtlinse 30 bedingte Wellenfrontverzerrung wird auf dieselbe Weise gemessen wie die des räumlichen Filters 20. In Bezug auf das Phasenmodulationsmodul 40 und den PAL-SLM 150 wird die Wellenfrontverzerrung auf dieselbe Weise gemessen wie jene in der dritten Modifikation.
Es sei angenommen, dass Phasenverzerrungsmuster Φ₁₀(x, y), Φ₂₀(x, y), Φ₃₀(x, y) und Φ₁₅₀(x, y) gemessen worden sind für die Leselichtquelle 10, das räumliche Filter 20, die Ausrichtlinse 30 und den PAL-SLM 150. Dann werden diese Phasenverzerrungsmusterdaten Φ₁₀(x, y), Φ₂₀(x, y), Φ₃₀(x, y) und Φ₁₅₀(x, y) zu der Verzerrungsmusterspeichereinheit 60b durch die Verzerrungsmustereingabeeinheit 60h gesendet (S10).
In dem Musterberechnungsprozess S20 (9(B)) liest die Verzerrungskorrekturmuster-Erzeugungseinheit 60c die Daten Φ₁₀(x, y), Φ₂₀(x, y), Φ₃₀(x, y) und Φ₁₅₀(x, y) von der Verzerrungsmusterspeichereinheit 60b. Die Einheit 60c erzeugt dann Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁₀(x, y), C₂₀(x, y), C₃₀(x, y) und C₁₅₀(x, y) zum Korrigieren der Phasenverzerrungsmuster in Übereinstimmung mit den folgenden Gleichungen (2): C₁₀(x, y) = –Φ₁₀(x, y) C₂₀(x, y) = –Φ₂₀(x, y) C₃₀(x, y) = –Φ₃₀(x, y) C₁₅₀(x, y) = –Φ₁₅₀(x, y) (2)
Die resultierenden Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁₀(x, y), C₂₀(x, y), C₃₀(x, y) und C₁₅₀(x, y) werden in der Verzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d gespeichert (S28).
In dem Modulationsprozess (7(A), 7(B)) liest die Addiereinheit 60e alle Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁₀(x, y), C₂₀(x, y), C₃₀(x, y) und C₁₅₀(x, y) von der Erzeugungskorrekturmusterspeichereinheit 60d (S3). Die Einheit 60e addiert alle Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁₀(x, y), C₂₀(x, y), C₃₀(x, y) und C₁₅₀(x, y) zu einem gewünschten CGH-Muster H(x, y), hierdurch ein phasenverzerrungskorrigiertes Muster H'(x, y) erzeugend (S4). Mit anderen Worten, die Addiereinheit 60e führt die Operation aus H'(x, y) = H(x, y) + C₁₀(x, y) + C₂₀(x, y + C₃₀(x, y) + C₁₅₀(x, y), hierdurch ein Phasenverzerrungskorrigiertes Muster H'(x, y) erzeugend.
(Fünfte Modifikation)
In dieser Modifikation ist die Messausrüstung 70 angeordnet, wie in 11 gezeigt, um ein Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁₅₀(x, y) (= –Φ₁₅₀(x, y) zu erzeugen zum Korrigieren der Wellenfrontverzerrung Φ₁₅₀(x, y), die aus dem leseseitigen transparenten Substrat 150b des PAL-SLM 150 resultiert. Das Phasenmodulationsmodul 40 des PAL-SLM 150 ist in der Messausrüstung 70 angeordnet, so dass der Verzerrungskorrekturmuster-Erzeugungsprozess der 9(A) und 9(B) ausgeführt wird zum Erzeugen des Phasenverzerrungskorrekturmusters C₁₅₀(x, y). Zum Erzeugen eines Phasenverzerrungskorrekturmusters C₁(x, y) (= –Φ₁(x, y) zum Korrigieren der Wellenfrontverzerrung Φ₁(x, y), die aus der Leselichtquelle 10 resultiert, dem räumlichen Filter 20 und der Ausrichtlinse 30, ist der Wellenfrontdetektor 210 zuerst wie in 8 gezeigt angeordnet. Dann wird der Verzerrungskorrekturmuster-Erzeugungsprozess der 9(A) und 9(B) ausgeführt, hierdurch das Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁(x, y) erzeugend. Als ein Ergebnis wird das Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁₅₀(x, y) als erstes Phasenverzerrungskorrekturmuster in der Verzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d gespeichert. Das Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁(x, y) wird als zweites Phasenverzerrungskorrekturmuster in der Phasenverzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d gespeichert.
In dem Modulationsprozess (7(A), 7(8)) liest die Addiereinheit 60e das erste Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁(x, y) und das zweite Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁₅₀(x, y) von der Verzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d (S3) zum Addieren der ersten und zweiten Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁(x, y) und C₁₅₀(x, y) zu einem gewünschten CHG-Muster H(x, y), hierdurch ein phasenverzerrungskorrigiertes Muster H'(x, y) erzeugend (S4). Mit anderen Worten, die Addiereinheit 60e führt die Operation aus H'(x, y) = C₁(x, y) + C₁₅₀(x, y) + H(x, y), hierdurch ein phasenverzerrungskorigiertes Muster H'(x, y) erzeugend.
In der vorliegenden Modifikation können der Strahlabtaster 200 und der Wellenfrontdetektor 210 entfernbar von der Laserverarbeitungseinrichtung 1 sein. Alternativ können der Strahlabtaster 200 und der Wellenfrontdetektor 210 in der Einrichtung 1 installiert sein, wie in der ersten Modifikation.
(Zweite Ausführungsform)
Eine Laserverarbeitungseinrichtung 1 und ein Laserverarbeitungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung werden unter Bezugnahme auf 12 beschrieben. In dieser Ausführungsform, wie in 12 gezeigt, schließt der Controller 60 ferner eine Verzerrungskorrekturmustereingabeeinheit 60k ein. Die Verzerrungskorrekturmustereingabeeinheit 60k besteht aus entweder einer Aufzeichnungsmediumleseeinrichtung 65 oder einer NCU 67. Die Einheit 60k empfangt das Verzerrungskorrekturmuster C(x, y) von dem Netz 68 oder einem Aufzeichnungsmedium 74 wie zum Beispiel einer flexiblen Diskette, einer CD-ROM oder einer DVD zum Speichern des Verzerrungskorrekturmuster in der Verzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d. In der vorliegenden Ausführungsform hat der Controller 160 keine Verzerrungsmustereingabeeinheit 60h, keine Verzerrungsmusterspeichereinheit 60b und keine Verzerrungskorrekturmuster-Erzeugungseinheit 60c. Der Controller 60 führt keinen Verzerrungskorrekturmuster-Erzeugungsprozess aus (9(A), 9(B)), welcher in der ersten Ausführungsform ausgeführt wird. Statt dessen führt ein Hersteller der Laserverarbeitungseinrichtung 1 den Verzerrungskorrekturmusterprozess (9(A), 9(B) aus vor dem Betreiben der Laserverarbeitungseinrichtung 1. In diesem Fall bereitet der Hersteller einen Computer 72 vor, welcher separat von dem Controller 60 vorgesehen ist. Der Hersteller bereitet eine Messausrüstung 70 vor, um den Wellenfrontdetektor 220 und die Messausrüstung 70 mit dem Computer 72 zu verbinden.
Genauer, in der vorliegenden Ausführungsform erzeugt der Hersteller der Laserverarbeitungseinrichtung das Verzerrungskorrekturmuster C₁(x, y) zum Korrigieren der Wellenfrontverzerrung Φ₁(x, y), die durch die Leselichtquelle 10, das räumliche Filter 20 und die Ausrichtlinse 30 bedingt sind vor dem Anordnen dieser optischen Komponenten 10, 20 und 30 zum Herstellen der Laserverarbeitungseinrichtung 1. Das heißt, der Hersteller ordnet zuerst die Lichtquelle 10, das räumliche Filter 20 und die Ausrichtlinse 30 in dem selben örtlichen Zusammenhang an, wie dem in der Laserverarbeitungseinrichtung 1, wie in 1 gezeigt und fügt dann diese Komponenten als Proben in die Messeinrichtung 70 ein. Unter Verwendung des Computers 72 führt der Hersteller den Prozess des Erzeugens eines Verzerrungskorrekturmusters aus (9(A), 9(B)).
Genauer, der Messprozess (S10), der in 9(A) gezeigt ist, wird zuerst ausgeführt. Die Leselichtquelle 10 wird eingeschaltet und der Wellenfrontdetektor 220 misst das Phasenverzerrungsmuster Φ₁(x, y) des von der Ausrichtlinse 30 emittierten Lichts. Das gemessene Muster Φ₁(x, y) wird in dem Computer 72 gespeichert. Der Computer 72 führt einen Musterberechnungsprozess (S20), der in 9(B) gezeigt is, t zum Berechnen eines Phasenverzerrungskorrekturmusters C₁(x, y) = –Φ₁(x, y) aus (S26). In Schritt S28 speichert der Computer 72 die Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁(x, y) in dem Aufzeichnungsmedium 74 wie zum Beispiel einer flexiblen Diskette, einer CD-ROM oder einer DVD. Alternativ speichert der Computer 72 die Daten C₁(x, y) und das Programm zum Erzeugen von verzerrungskorrigierten Mustern (Musteradditionsprozess S1, in 7(B) gezeigt) als ein integriertes Paket in dem Aufzeichnungsmedium. Der Hersteller stellt einem Benutzer eine Kombination der Laserverarbeitungseinrichtung 1 und des Aufzeichnungsmediums 74 bereit. Der Benutzer speichert Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁(x, y) in der Verzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d von dem Aufzeichnungsmedium 74 durch die Verzerrungskorrekturmustereingabeeinheit 60k. Der Benutzer kann das Programm zum Erzeugen von verzerrungskorrigierten Mustern durch die Leseeinrichtung 65 lesen zum Speichern des Programms in dem Festplattenlaufwerk 61.
In Schritt S28 kann der Computer 72 die Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁(x, y) oder ein Gesamtpaket zusammengesetzt aus den Daten C₁(x, y) und dem Programm zum Erzeugen von Verzerrungskorrekturmustern zu dem Netz 68 hochladen. In diesem Fall lädt der Benutzer die Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁(x, y) von dem Netz 68 durch die Phasenverzerrungskorrekturmustereingabeeinheit 60k herunter zum Speichern der heruntergeladenen Daten in die Phasenverzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d. Der Benutzer kann das Programm zum Erzeugen von Verzerrungskorrekturmustern aus dem Netz 68 durch die NCU 67 herunterladen zum Speichern des Programms.
Die Laserverarbeitungseinrichtung 1, die dem Benutzer in der obigen Weise bereitgestellt wird, führt den Modulationsprozess der 7(A) und 7(B) auf dieselbe Weise durch wie die der ersten Ausführungsform. Das heißt, ein gewünschtes CGH-Muster H(x, y) wird von der Musterspeichereinheit 60a gelesen und das Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁(x, y) wird von der Verzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d gelesen. Dann werden diese Muster zusammenaddiert zum Erzeugen eines phasenverzerrungskorrigierten Musters H'(x, y), welches dann in dem Phasenmodulationsprozess verwendet wird.
(Erste Modifikation)
Vor dem Anordnen der Leselichtquelle 10, des räumlichen Filters 20, der Ausrichtlinse 30 und des Phasenmodulationsmoduls 40 zum Herstellen der Laserverarbeitungseinrichtung 1, kann der Hersteller ein Verzerrungskorrekturmuster C₂(x, y) erhalten zum Korrigieren der Wellenfrontverzerrung Φ₂(x, y), die aus den optischen Komponenten 10, 20, 30 und 150b resultiert. Mit anderen Worten, der Hersteller ordnet zuerst die Leselichtquelle 10, das räumliche Filter 20, die Ausrichtlinse 30 und das Phasenmodulationsmodul 40 auf dieselbe Weise an wie die der Phasenverarbeitungseinrichtung 1 (1) und lädt dann die obigen Komponenten in die Messeinrichtung 70 als Proben. Als nächstes wird der Messprozess (S10), der in 9(A) gezeigt ist, gestartet. Die Leselichtquelle 10 wird eingeschaltet und dann misst der Wellenfrontdetektor 220 das Phasenverzerrungsmuster Φ₂(x, y) des von dem PAL-SLM 150 emittierten Lichts. Das Phasenmodulationsmodul 40 bleibt ausgeschaltet während der Detektor 220 das Muster Φ₂(x, y) misst. Das heißt, die Schreiblichtquelle 110 bleibt ausgeschaltet. Keine Treibersignale werden an das LCD 130 angelegt und keine Wechselspannung wird an den PAL-SLM 150 angelegt. Die Ergebnisse der Messung werden in den Computer 72 gespeichert. Der Computer 72 führt den Musterberechnungsprozess (S20) durch, der in 9(B) gezeigt ist zum Berechnen eines Phasenverzerrungskorrekturmusters C₂(x, y) = –Φ₂(x, y) (S26). Der Computer 72 speichert nur die Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₂(x, y) in das Aufzeichnungsmedium 74 wie zum Beispiel eine flexiblen Diskette, eine CD-ROM oder eine DVD (S28). Alternativ speichert der Computer 72 das Gesamtpaket zusammengesetzt aus den C₂(x, y) und dem Programm zum Erzeugen von verzerrungskorrigierten Mustern (dem in 7(B) gezeigten Musteraddierprozess S1) in das Medium 74. Der Hersteller stellt dem Benutzer eine Kombination der Laserverarbeitungseinrichtung 1 und des Aufzeichnungsmediums 74 bereit.
Alternativ kann der Computer 72 die Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₂(x, y) einzeln oder ein Gesamtpaket zusammengesetzt aus den Daten C₂(x, y) und dem Programm zum Erzeugen von verzerrungskorrigierten Mustern in das Netz 68 hochladen. In diesem Fall speichert der Benutzer die Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₂(x, y) in die Verzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d von dem Aufzeichnungsmedium 74 oder dem Netz 68 durch die Verzerrungskorrektureingabeeinheit 60k. Ferner kann der Benutzer das Programm zum Erzeugen von Verzerrungskorrekturmustern auf das Festplattenlaufwerk 61 von dem Netz 68 oder dem Aufzeichnungsmedium 74 laden. Die dem Benutzer in der oben beschriebenen Weise bereitgestellte Laserverarbeitungseinrichtung 1 führt den Phasenmodulationsprozess der 7(A) und 7(B) auf dieselbe Weise aus wie die der zweiten Modifikation der ersten Ausführungsform. Ein gewünschtes CGH-Muster H(x, y) wird nämlich von der Musterspeichereinheit 60a gelesen und das Phasenverzerrungskorrekturmuster C₂(x, y) wird von der Verzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d gelesen. Dann werden diese Muster zusammenaddiert zum Erzeugen eines Phasenverzerrungskorrigierten Musters H'(x, y), welches verwendet wird in dem Phasenmodulationsprozess.
(Zweite Modifikation)
Vor dem Anordnen des Phasenmodulationsmoduls 40 zum Herstellen der Laserverarbeitungseinrichtung 1 kann der Hersteller ein Verzerrungskorrekturmuster C₁₅₀(x, y) zum Korrigieren der Wellenfrontverzerrung Φ₁₅₀(x, y), die aus dem leseseitigen transparenten Substrat 150b des PAL-SLM 150 resultiert, erhalten. Das heißt, der Hersteller ordnet zuerst das Phasenmodulationsmodul 40 oder den PAL-SLM 150 in der Messeinrichtung 70 auf dieselbe Weise an, wie die der dritten Modifikation der ersten Ausführungsform. Dann wird der in 9(A) gezeigte Messprozess (S10 ausgeführt, so dass der Wellenfrontdetektor 220 das Phasenverzerrungsmuster Φ₁₅₀(x, y) des von dem nicht aktivierten PAL-SLM 150 emittierten Lichts misst. Das Ergebnis der Messung, Φ₁₅₀(x, y), wird in dem Computer 72 gespeichert. Der Computer 72 führt den Musterberechnungsprozess (S20), der in 9(B) gezeigt ist aus zum Rechnen eines Phasenverzerrungskorrekturmusters C₁₅₀(x, y) = –Φ₁₅₀(x, y) aus (S26). Der Computer 72 speichert die Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁₅₀(x, y) einzeln in das Aufzeichnungsmedium 70 wie zum Beispiel eine flexible Diskette, eine CD-ROM oder eine DVD (S28). Der Computer 72 kann alternativ ein Gesamtpaket zusammengesetzt aus den Daten C₁₅₀(x, y) und dem Programm zum Erzeugen verzerrungskorrigierter Muster (dem in 7(B) gezeigten Musteraddierprozess S1) in das Medium 74 speichern. Der Hersteller versorgt den Benutzer mit einer Kombination aus der Laserverarbeitungseinrichtung 1 und dem Aufzeichnungsmedium 74. Alternativ kann der Computer 72 die Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁₅₀(x, y) einzeln oder als Gesamtpaket zusammengesetzt aus den Daten C₁₅₀(x, y) und dem Programm zum Erzeugen verzerrungskorrigierter Muster in das Netz 68 hochladen. Der Benutzer speichert die Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁₅₀(x, y) in die Verzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d von dem Aufzeichnungsmedium 74 oder dem Netz 68 durch die Verzerrungskorrekturmustereingabeeinheit 60k. Alternativ kann der Benutzer das Programm zum Erzeugen von verzerrungskorrigierten Mustern in das Festplattenlaufwerk 61 von dem Aufzeichnungsmedium 74 oder dem Netz 68 laden.
Die dem Benutzer in der oben beschriebenen Weise bereitgestellte Laserverarbeitungseinrichtung 1 führt den Modulationsprozess der 7(A) und 7(B) auf dieselbe Weise durch wie der der dritten Modifikation der ersten Ausführungsform. Ein gewünschtes CHG-Muster H(x, y) wird nämlich von der Musterspeichereinheit 60a gelesen und das Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁₅₀(x, y) wird von der Verzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d gelesen. Dann werden diese Muster zusammenaddiert zum Erzeugen eines phasenverzerrungskorrigierten Musters H'(x, y), welches in dem Phasenmodulationsprozess verwendet wird.
(Dritte Modifikation)
Vor dem Anordnen der Leselichtquelle 10, des räumlichen Filters 20, der Ausrichtlinse 30 und des Phasenmodulationsmoduls 40 zum Herstellen der Laserverarbeitungseinrichtung 1 kann der Hersteller Verzerrungskorrekturmuster C₁₀(x, y), C₂₀(x, y), C₃₀(x, y) und C₁₅₀(x, y) zum Korrigieren der Wellenfrontverzerrung Φ₁₀(x, y), Φ₂₀(x, y), Φ₃₀(x, y) und Φ₁₅₀(x, y) erhalten, die jeweils aus den optischen Komponenten 10, 20, 30 und 150b resultieren. Das heißt, der Hersteller ordnet die Leselichtquelle 10, das räumliche Filter 20, die Ausrichtlinse 30 und eines von den Phasenmodulationsmodulen 40 und dem PAL-SLM 150, die nicht aktiviert sind, wieder in der Messeinrichtung 70 auf dieselbe Weise an wie der der vierten Modifikation der ersten Ausfuhrungsform. Dann wird der in 9(A) gezeigte Messprozess (S10) ausgeführt, so dass die Wellenfrontverzerrungen Φ₁₀(x, y), Φ₂₀(x, y), Φ₃₀(x, y) und Φ₁₅₀(x, y) gemessen werden unter Verwendung des Wellenfrontdetektors 220. Die Ergebnisse der Messung Φ₁₀(x, y), Φ₂₀(x, y), Φ₃₀(x, y) und Φ₁₅₀(x, y) werden in dem Computer 72 gespeichert. Der Computer 72 führt den Musterberechnungsprozess (S20), der in 9(B) gezeigt ist aus zum Erhalten eines Phasenverzerrungskorrekturmusters C₁₀(x, y) = –Φ₁₀(x, y), C₂₀(x, y) = –Φ₂₀(x, y), C₃₀(x, y) = –Φ₃₀(x, y) und C₁₅₀(x, y) = –Φ₁₅₀(x, y) (S26). Der Computer 72 speichert die Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁₀(x, y), C₂₀(x, y), C₃₀(x, y) und C₁₅₀(x, y) einzeln in das Aufzeichnungsmedium 74 wie zum Beispiel eine flexible Diskette, eine CD-ROM oder eine DVD. Alternativ kann der Computer 72 ein Gesamtpaket zusammengesetzt aus diesen Daten und dem Programm zum Erzeugen verzerrungskorrigierter Muster (dem in 7(B) gezeigten Musteradditionsprozess S1) in das Medium 74 speichern (S28). Der Hersteller versieht den Benutzer mit einer Kombination der Laserverarbeitungseinrichtung 1 und dem Aufzeichnungsmedium 74. Alternativ kann der Computer 72 die Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁₀(x, y), C₂₀(x, y), C₃₀(x, y) und C₁₅₀(x, y) einzeln oder ein Gesamtpaket zusammengesetzt aus diesen Daten und dem Programm zum Erzeugen verzerrungskorrigierter Muster in das Netz 68 hochladen in S28. Der Benutzer speichert die Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁₀(x, y), C₂₀(x, y), C₃₀(x, y) und C₁₅₀(x, y) in die Verzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d von dem Aufzeichnungsmedium 74 oder dem Netz 68 durch die Verzerrungskorrekturmustereingabeeinheit 60k. Ferner kann der Benutzer das Programm zum Erzeugen von verzerrungskorrigierten Mustern in das Festplattenlaufwerk 61 von dem Aufzeichnungsmedium 74 oder dem Netz 68 speichern.
Die dem Benutzer auf die oben beschriebene Weise bereitgestellte Laserverarbeitungseinrichtung 1 führt den Modulationsprozess der 7(A) und 7(B) auf dieselbe Weise durch wie die der vierten Modifikation der ersten Ausfuhrungsform. Ein gewünschtes CGH-Muster H(x, y) wird namlich von der Musterspeichereinheit 60a gelesen und die Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁₀(x, y), C₂₀(x, y), C₃₀(x, y) und C₁₅₀(x, y) werden von der Verzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d gelesen. Dann werden diese Muster zusammenaddiert zum Erzeugen eines phasenverzerrungskorrigierten Musters H'(x, y), welches in dem Phasenmodulationsprozess verwendet wird.
(Dritte Ausführungsform)
Eine Laserverarbeitungseinrichtung 1 und ein Laserverarbeitungsverfahren gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung werden unter Bezugnahme auf 13 beschrieben.
In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 13 gezeigt, hat der Controller 60 eine Verzerrungskorrekturmustereingabeeinheit 60k in ähnlicher Weise wie in der zweiten Ausführungsform. Wie in der ersten Ausführungsform schließt der Controller 60 eine Verzerrungskorrekturmustereingabeeinheit 60h ein, eine Verzerrungskorrekturmustereinheit 60b und eine Verzerrungskorrekturmuster-Erzeugungseinheit 60c.
In dieser Ausführungsform erhält ein Hersteller ein Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁₅₀(x, y) zum Korrigieren der Wellenfrontverzerrung Φ₁₅₀(x, y) (= –C₁₅₀(x, y)), die von dem leseseitigen transparenten Substrat 150b des PAL-SLM 150 herrührt, vor dem Anordnen des Phasenmodulationsmoduls 40 zum Herstellen der Laserverarbeitungseinrichtung 1 auf dieselbe Weise wie die der zweiten Modifikation der zweiten Ausführungsform. Das heißt, der Hersteller ordnet zuerst das Phasenmodulationsmodul 40 oder den PAL-SLM 150 in der Messeinrichtung 70 an. Unter Verwendung des Computers 72 fuhrt der Hersteller den Prozess zum Erzeugen eines Verzerrungskorrekturmusters (9(A), 9(B)) aus. Das resultierende erste Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁₅₀(x, y) einzeln oder ein Gesamtpaket zusammengesetzt aus dem Muster C₁₅₀(x, y) und eines aus der Gruppe von dem Programm zum Erzeugen von verzerrungskorrigierten mustern (dem in 7(B) gezeigten Musteradditionsprozess S1) und dem Programm zum Erzeugen von Verzerrungskorrekturmustern (S20), in 9(B) gezeigt) werden in dem Aufzeichnungsmedium 74 wie zum Beispiel einer flexiblen Diskette, einer CD-ROM oder einer DVD gespeichert oder in das Netz 68 hochgeladen.
Der Benutzer speichert die ersten Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁₅₀(x, y) in die Verzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d von dem Aufzeichnungsmedium 74 oder dem Netz 68. Beachte, dass der Benutzer das Programm zum Erzeugen verzerrungskorrigierter Muster und das Programm zum Erzeugen von Verzerrungskorrekturmustern in dem Controller 60 speichert.
Wie in dem Fall mit der fünften Modifikation der ersten Ausführungsform ordnet der Benutzer den Strahlabtaster 200 und den Wellenfrontdetektor 210 stromabwärts von der Ausrichtlinse 30 an zum Ausführen des Prozesses zum Erzeugen eines Verzerrungskorrekturmusters (9(A), 9(B). Entsprechend misst der Wellenfrontdetektor 210 die Wellenfrontverzerrung Φ₁(x, y), die aus der Leselichtquelle 10 resultiert, dem räumlichen Filter 20 und der Ausrichtlinse 30. Die Wellenfrontverzerrungsdaten Φ₁(x, y) werden in der Verzerrungsmusterspeichereinheit 60b durch die Verzerrungsmustereingabeeinheit 60h gespeichert. Die Verzerrungsmuster-Erzeugungseinheit 60c erhält ein Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁(x, y) zum Korrigieren dieser Wellenfrontverzerrungsdaten Φ₁(x, y) (= –C₁(x, y)). Die Daten C₁(x, y) werden als ein zweites Phasenverzerrungskorrekturmuster in der Verzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d gespeichert.
In dieser Modifikation wird der Modulationsprozess der 7(A) und 7(B) auf dieselbe Weise durchgeführt wie in dem Fall der fünften Modifikation der ersten Ausführungsform. Das heißt, ein gewünschtes CGH-Muster H(x, y) wird aus der Musterspeichereinheit 60a gelesen und die Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁(x, y) und C₁₅₀(x, y) werden aus der Verzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d gelesen. Dann werden diese Muster zusammenaddiert zum Erzeugen eines phasenverzerrungskorrigierten Musters H'(x, y), welches verwendet wird in dem Phasenmodulationsprozess.
Zum Ausbilden von beispielsweise dem ”
” auf dem Verarbeitungsziel T liest die Addiereinheit 60e CGH-Musterdaten H(x, y) zum Ausbilden des Zeichens ”
” aus der Musterspeichereinheit 60a. Die Addiereinheit 60e liest die Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁(x, y) und C₁₅₀(x, y) zum Erzeugen von phasenverzerrungskorrigierten Musterdaten H'(x, y). Das Phasenmodulationsmodul 40 führt einen Phasenmodulationsprozess in Übereinstimmung mit den phasenverzerrungskorrigierten Musterdaten H'(x, y) aus. Daher wird das Zeichen ”
” ohne irgendwelche Verzerrung auf dem Verarbeitungsziel T ausgebildet, wie in 14(A) dargestellt.
Wenn das CGH-Muster H(x, y) zum Ausbilden des Zeichens ”
” nicht zu dem Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁(x, y) und/oder dem Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁₅₀(x, y) hinzugefügt wird und das Phasenmodulationsmodul 40 den Phasenmodulationsprozess auf der Basis der CGH-Musterdaten H(x, y) ausführt, wird ein Zeichen ”
” fokussiert zum Ausbilden des Bildes mit durch die Wellenfrontverzerrung des Leselichtes verursachter Verzerrung auf dem Verarbeitungsziel T, wie in 14(B) dargestellt. Beachte, dass die 14(A) und 14(B) Bilder zeigen, die durch eine CCD-Einrichtung fotografiert worden sind, die an der Position angeordnet ist, an der das Verarbeitungsziel T angeordnet sein sollte.
In dieser Ausführungsform können der Strahlabtaster 200 und der Wellenfrontdetektor 210 entfernbar mit der Laserverarbeitungseinrichtung 1 verbunden sein wie in dem Fall der ersten Ausführungsform oder können in der Einrichtung 1 befestigt sein wie in dem Fall der ersten Modifikation der ersten Ausführungsform.
Ein Hersteller der Laserverarbeitungseinrichtung 1 kann die Messausrüstung 70 und den Computer 72 im voraus verwenden wie in dem Fall der zweiten Ausführungsform zum Erhalten des Phasenverzerrungskorrekturmusters C₁(x, y) zum Sammeln der Wellenfrontverzerrungsdaten Φ₁(x, y) (= –C₁(x, y)), die aus der Leselichtquelle 10, dem raumlichen Filter 20 und der Ausrichtlinse 30 resultieren. In diesem Fall können entweder eines oder die Kombination der beiden Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁(x, y) und C₁₅₀(x, y) in dem Aufzeichnungsmedium 74 einzeln oder als ein Gesamtpaket zusammengesetzt aus diesen Musterdaten und dem Programm zum Erzeugen verzerrungskorrigierter Muster gespeichert werden oder hochgeladen zu dem Netz 68.
(Vierte Ausführungsform)
Eine Laserverarbeitungseinrichtung und ein Laserverarbeitungsverfahren gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung werden unter Bezugnahme auf 8 und 15 beschrieben.
In der Laserverarbeitungseinrichtung dieser Ausführungsform sind der Strahlabtaster 200 und der Wellenfrontdetektor 210 in ähnlicher Weise montiert wie in dem Falle der ersten Modifikation der ersten Ausführungsform, die in 8 gezeigt ist. Mit anderen Worten, die Laserverarbeitungseinrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausfuhrungsform schließt eine Leselichtquelle 10 ein, ein räumliches Filter 20, eine Ausrichtlinse 30, ein Phasenmodulationsmodul 40, eine Fourier-Linse 50, einen Controller 60, einen Strahlabtaster 200 und einen Wellenfrontdetektor 210, wie in 8 dargestellt. Der Strahlabtaster 200 ist stromabwärts von der Ausrichtlinse 30 vorgesehen zum Reflektieren eines Teils des einfallenden Lichts und Leiten des reflektierten Lichts zum Wellenfrontdetektor 210. Der Controller 60 hat denselben Aufbau wie der der ersten Ausführungsform (2 und 4). In 8 sind nur die Komponenten 60g und 60h des Controllers 60 gezeigt und andere Komponenten 60a bis 60f, 60i und 60j sind weggelassen.
Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass das Programm zum Erzeugen von Verzerrungskorrekturmustern und zum Durchführen des Modulationsprozesses, welches in 15 gezeigt ist, in dem Festplattenlaufwerk 61 oder dem ROM 64 (2) gespeichert sind statt des Programms zum Erzeugen von Verzerrungskorrekturmustern (9(A) und 9(B)) und des Programms zum Durchführen der Modulation (7(A) und 7(B)). Das Programm zum Erzeugen von Verzerrungskorrekturmustern und zum Durchführen der Modulation kann in einem Aufzeichnungsmedium im voraus gespeichert werden und dann in das Festplattenlaufwerk 61 durch die Leseeinrichtung 65 gespeichert werden. Alternativ kann das Programm zu dem Netz 68 hochgeladen werden und dann über die NCU 67 heruntergeladen werden.
In der Laserverarbeitungseinrichtung 1 hat das Laserlicht von der Leselichtquelle 10 manchmal dynamische Schwankung. Zusätzlich kann Luft in dem optischen Pfad, der sich von der Leselichtquelle 10 zur Ausrichtlinse 30 durch das räumliche Filter 20 erstreckt, vibrieren. In diesem Fall enthalten Wellenfrontverzerrungen, die stromabwärts von der Ausrichtlinse 30 auftreten (d. h. durch die sich krümmende Linie in 8 angezeigte Verzerrung) die dynamische Wellenfrontverzerrung sowie die statische Wellenfrontverzerrung, die sich aus den Strukturen der Leselichtquelle 10, des räumlichen Filters 20 und der Ausrichtlinse 30 ergeben.
Demnach wird in der vorliegenden Ausführungsform, um die dynamische Wellenfrontverzerrung sowie die statische Wellenfrontverzerrung zu entfernen, die Messung der Phasenverzerrung Φ₁(x, y) an der Wellenfront des Leselichts wiederholt während der Phasenmodulation ausgeführt zum periodischen Senden des Messergebnis zu dem Controller 60. Der Controller 60 erzeugt Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁(x, y) basierend auf dem empfangenen Φ₁(x, y) und addiert dann die Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁(x, y) zu gewünschten CGH-Musterdaten H(x, y) zum Erhalten der phasenverzerrungskorrigierten Musterdaten H'(x, y). Demnach wird die Modulation durch wiederholtes Auffrischen des phasenverzerrungskorrigierten Musters H'(x, y) basierend auf der letzten Messung der Phasenverzerrung Φ₁(x, y) ausgeführt.
Um genauer zu sein, in dieser Ausführungsform führt der Wellenfrontdetektor 210 Echtzeitmessung der Wellenfrontverzerrung aus, die stromabwärts von der Ausrichtlinse 30 auftritt, um die resultierenden Phasenverzerrungsmusterdaten Φ₁(x, y) wiederholt zu dem Controller 60 zu senden. In dieser Ausführungsform sei beachtet, dass das resultierende Phasenverzerrungsmuster Φ₁(x, y) sowohl die statische Verzerrung als auch die dynamische Verzerrung enthält, die sich aus den optischen Komponenten ergibt, welche stromaufwärts von dem Strahlabtaster 200 angeordnet sind (der Leselichtquelle 10, des räumlichen Filters 20 und der Ausrichtlinse 30). Beachte, dass der Strahlabtaster 200 das meiste des einfallenden Lichtes zu dem Phasenmodulationsmodul 40 leitet, so dass das meiste des Leselichtes von der Leselichtquelle 10 verwendet werden kann für die Zielverarbeitung.
Die Operation der Laserverarbeitungseinrichtung 1 dieser Ausführungsform (Erzeugen eines verzerrungskorrigierten Musters und Phasenmodulation) wird unter Bezugnahme auf 15 beschrieben.
Vor dem Instruieren des Controllers 60, das Erzeugen eines Verzerrungskorrekturmusters und die Phasenmodulation (Zielverarbeitung) auszuführen, startet ein Benutzer das Antreiben der Leselichtquelle 30 und der Schreiblichtquelle 110. Zur selben Zeit instruiert der Benutzer den Wellenfrontdetektor 210, das Erfassen einer Wellenfront wiederholt in vorbeschriebenen Intervallen zu wiederholen.
Gemäß der obigen Anweisung führt der Wellenfrontdetektor 210 das erste Erfassen einer Wellenfront zum Eingeben der resultierenden Phasenverzerrungsmusterdaten Φ₁(x, y) zu dem Controller 60 aus.
Als nächstes instruiert der Benutzer den Controller 60, die Zielverarbeitung auszuführen. Der Controller 60 liest dann das CGH-Muster H(x, y), das zu verwenden ist für die Zielverarbeitung, aus der Musterspeichereinheit 60a (S50).
Dann wird bestimmt, ob oder nicht der Controller 60 das zuletzt gemessene Verzerrungsmuster Φ₁(x, y) von dem Wellenfrontdetektor 21 empfangen hat. In diesem Fall, da der Controller 60 das Ergebnis der ersten Wellenfronterfassung empfangen hat (Ja in S52), werden die Phasenverzerrungsmusterdaten Φ₁(x, y) in der Verzerrungsmusterspeichereinheit 60b gespeichert (S54).
Als nachstes erzeugt die Verzerrungskorrekturmuster-Erzeugungseinheit 60c ein Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁(x, y) = -Φ₁(x, y) (S56) zum Speichern des Musters C₁(x, y) in der Verzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d (S58).
Daraufhin addiert die Addiereinheit 60e das CGH-Muster H(x, y) und das Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁(x, y) (S62). Wenn das Ergebnis der Addition einen negativen Wert hat oder einen anderen Wert gleich oder größer als 2π, führt die Addiereinheit 60e den Phasen-Aufschlags-Prozess aus, wie in dem Fall des Schrittes S4 in der ersten Ausführungsform. Die Addiereinheit 60e speichert das resultierend phasenverzerrungskorrigierte Muster H'(x, y) in die Speichereinheit für das verzerrungskorrigierte Muster 60f (S64). Die Steuereinheit 60g erzeugt ein Antriebssignal basierend auf dem phasenkorrigierten Muster H'(x, y) und startet die Zufuhr des Antriebssignals zu dem LCD 130 zum Starten des Antriebsprozesses (S66).
Wenn die Antriebsoperation (d. h. der Prozess) in obiger Weise gestartet worden ist, wird bestimmt, ob die Zielverarbeitung abgeschlossen ist, das heißt, ob eine voreingestellte Verarbeitungszeit abgelaufen ist seit dem Start des Antriebsprozesses (S68). Wenn die voreingestellte Verarbeitungszeit nicht abgelaufen ist (Nein in S68), kehrt der Betrieb zuruck zu S52. Beachte, dass die Steuereinheit 60g das Zuführen des Antriebssignals, das in S66 erzeugt wird zu der LCD 130 beibehält bis das Antriebssignal zum nächsten Mal aktualisiert wird.
Der Wellenfrontdetektor 110 wiederholt das Erfassen der Wellenfront in den vorbeschriebenen Intervallen. Die Intervalle sind signifikant kürzer als die voreingestellte Verarbeitungszeit und länger als die Zeit, die der Controller 60 benötigt um eine Folge von Schritten S52 bis S68 auszufuhren. Jedes Mal, wenn der Wellenfrontdetektor 210 ein Erfassen der Wellenfront ausführt, sendet der Wellenfrontdetektor 210 die resultierenden Phasenverzerrungsmusterdaten Φ₁(x, y) zu dem Controller 60.
Wenn der Prozess zu Schritt S52 zurückkehrt, bestimmt der Controller ob die zuletzt gemessenen Phasenverzerrungsmusterdaten Φ₁(x, y) von dem Wellenfrontdetektor 210 eingegeben worden sind. Wenn die Daten nicht eingegeben worden sind (Nein in S52), wartet der Controller 60 bis die Daten eingegeben werden. Wenn die Daten eingegeben worden sind (Ja in S52), wird das letzte Phasenverzerrungsmuster Φ₁(x, y), das zu dem Controller 60 gesendet worden ist, gespeichert (S54) zum Auffrischen von Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁(x, y) (S56, S58). Die Addiereinheit 60e addiert das aufgefrischte Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁(x, y) zu den gewunschten Phasenmusterdaten H(x, y) zum Erzeugen eines neuen phasenverzerrungskorrigierten Musters H'(x, y) (S62, S64). Die Steuereinheit 60g aktualisiert das Antriebssignal (S66) in Übereinstimmung mit dem neuen phasenverzerrungskorrigierten Muster H'(x, y). Die Steuereinheit 60g führt das oben aktualisierte Antriebssignal dem Phasenmodulationsmodul 40 zu, um den Antriebsprozess beizubehalten (Zielverarbeitung). Demnach wird die aus den Schritten S56 bis S68 bestehende Operation wiederholt.
Wie oben beschrieben wird jedes Mal, wenn die zuletzt gemessenen Phasenverzerrungsmusterdaten Φ₁(x, y) durch den Controller 60 von dem Wellenfrontdetektor 210 empfangen werden, das Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁(x, y) aktualisiert. Das aktualisierte Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁(x, y) wird zu den gewunschten Phasenmusterdaten H(x, y) addiert zum Erzeugen eines phasenverzerrungskorrigierten Musters H'(x, y). Das Antriebssignal wird aufgefrischt in Übereinstimmung mit dem phasenverzerrungskorrigierten Muster H'(x, y) derart, dass die Zielverarbeitung fortgesetzt wird basierend auf dem aufgefrischten Antriebssignal. Daher wird das Antriebssignal aufgefrischt und dem LCD 130 zugeführt jedes Mal, wenn die zuletzt gemessenen Φ₁(x, y) empfangen werden.
Wenn die voreingestellte Verarbeitungszeitdauer abgelaufen ist seit dem Start des Antriebsprozesses (Zielverarbeitung) und das Timing beziehungsweise die Zeitabstimmung erreicht, in der der Antriebsprozess abgeschlossen sein sollte (Ja in S68), stoppt die Steuereinheit 60g die Zufuhr des Antriebssignals zum Beenden des Antriebsprozesses (S70) beendet dann die Zielverarbeitung. Sowohl die Leselichtquelle 10 als auch die Schreiblichtquelle 110 werden ausgeschaltet.
Daher kann in Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform das Phasenmodulationsmodul 40 angetrieben werden mit dem phasenverzerrungskorrigierten Muster H'(x, y), welches die zuletzt gemessene Wellenfrontverzerrung Φ₁(x, y) korrigiert hat. Daher kann nicht nur die statische Verzerrung sondern auch die dynamische Verzerrung zuverlässig korrigiert werden, so dass das phasenmodulierte Licht mit dem gewünschten CGH-Muster H(x, y) mit hoher Exaktheit erzeugt werden kann.
Darüber hinaus wird in der vorliegenden Ausführungsform das Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁(x, y) aufgefrischt und das phasenverzerrungskorrigierte Muster H'(x, y) wird jedes Mal aufgefrischt, wenn der Controller 60 das Phasenverzerrungsmuster Φ₁(x, y), das von dem Wellenfrontdetektor 210 gemessen wird, empfangt. Die Zielverarbeitung wird fortgesetzt in Übereinstimmung mit dem aufgefrischten phasenverzerrungskorrigierten Muster H'(x, y). Das heißt, der Controller 60 frischt das phasenverzerrungskorrigierte Muster H'(x, y) auf zum Modifizieren der Zielverarbeitung jedes Mal, wenn der Wellenfrontdetektor 210 eine Erfassungsoperation zum Erzeugen eines Phasenverzerrungsmusters Φ₁(x, y) ausführt. Daher kann Echtzeitsteuerung mit hoher Präzision erzielt werden.
In der obigen Erläuterung ist der Erfassungszyklus der Wellenfrontdetektors 210 länger als die Zeitdauer für den Controller 60 zum Durchführen einer Folge der Schritte S52 bis S68. Jedoch, wenn der Erfassungszyklus und die Zeitabstimmung des Wellenfrontdetektors 210 identisch eingestellt werden auf die Zeit und die Zeitabstimmung, die erforderlich sind für den Controller 60 zum Durchfuhren der Folge der Schritte S52 bis S68, kann die Schritt S52 getroffene Entscheidung immer ”JA” sein.
(Erste Modifikation)
Die erste Modifikation der vorliegenden Ausführungsform wird nachstehend beschrieben.
In dieser Modifikation hat der Controller 60 die Konfiguration der 13 wie in dem Fall der dritten Ausführungsform. Beachte, dass der Strahlabtaster 200 und der Wellenfrontdetektor 210 in der Laserverarbeitungseinrichtung 1 befestigt sind.
In der vorliegenden Modifikation verwendet der Hersteller die Messausrüstung 70 zum Messen eines Verzerrungsmusters Φ₁₅₀(x, y), das aus dem leseseitigen transparenten Substrat 150b des PAL-SLM 150 resultiert, bevor er das Phasenmodulationsmodul 40 anordnet wie in dem Fall der dritten Ausführungsform zum Herstellen der Laserverarbeitungseinrichtung 1. Der Hersteller verwendet dann den Computer 72 zum Erhalten eines Phasenverzerrungskorrekturmusters C₁(x, y) (= –Φ₁(x, y)). Der Computer 72 zeichnet Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁₅₀(x, y) als ein erstes Phasenverzerrungskorrekturmuster in dem Aufzeichnungsmedium 74 wie zum Beispiel einer flexiblen Diskette, einer CD-ROM oder einer DVD auf. Die ersten Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁₅₀(x, y) konnen gemeinsam mit dem Programm zum Erzeugen des Verzerrungskorrekturmusters und durchführende Modulation (15) in Form eines Paketes aufgezeichnet werden. Der Hersteller stellt dem Benutzer eine Kombination der Laserverarbeitungseinrichtung 1 und des Aufzeichnungsmediums 74 bereit. Alternativ kann der Hersteller das erste Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁₅₀(x, y) einzeln oder ein Gesamtpaket einschließlich des Musters C₁₅₀(x, y) und des Programms zum Erzeugen des Verzerrungskorrekturmusters und durchführende Modulation (15) in das Netz 68 hochladen. Der Benutzer speichert die ersten Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁₅₀(x, y) in die Verzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d durch die Leseeinrichtung 65 oder die NCU 67 (die Verzerrungskorrekturmustereingabeeinheit 60k).
In Übereinstimmung mit der Anweisung des Benutzers für die Zielverarbeitung verursacht der Controller 60 den Strahlabtaster 200 und den Wellenfrontdetektor 210 in der Laserverarbeitungseinrichtung 1, die Verzerrung Φ₁(x, y), die stromabwärts von der Ausrichtlinse 30 auftritt, wiederholt in Echtzeit zu messen. Daher wird das Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁(x, y) (= –Φ₁(x, y)) als ein zweites Phasenverzerrungskorrekturmuster wiederholt aufgefrischt.
Der Controller 60 führt namlich die Verarbeitung zum Erzeugen des Verzerrungskorrekturmusters und Durchführen der Modulation der 15 aus, wie nachstehend beschrieben.
Wenn das Phasenverzerrungsmuster Φ₁(x, y) von dem Wellenfrontdetektor 210 empfangen wird (Ja in S52), werden die Phasenverzerrungsmusterdaten Φ₁(x, y) in der Verzerrungsmusterspeichereinheit 60b gespeichert (S51). Daraufhin werden Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁(x, y) (= –Φ₁(x, y)) als zweites Phasenverzerrungskorrekturmuster erhalten (S56), um in der Verzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d gespeichert zu werden (S58).
Die Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁₅₀(x, y) zum Korrigieren der statischen von dem leseseitigen transparenten Substrat 150b des PAL-SLM 150 herrührenden Verzerrung ist bereits in der Verzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d gespeichert als ein erstes Phasenverzerrungskorrekturmuster. Daher addiert im Schritt S62 die Addiereinheit 60e die ersten Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten c₁₅₀(x, y) und die zweiten Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁(x, y) zu gewunschten CGH-Musterdaten H(x, y). Daher werden phasenverzerrungskorrigierte Musterdaten H'(x, y) erhalten und das Antriebssignal wird aufgefrischt. Die phasenverzerrungskorrigierten Musterdaten H'(x, y) und das aufgefrischte Antriebssignal werden dem LCD 130 zugeführt.
In dieser Modifikation können die von den optischen Komponenten 10 bis 30 herrührende statische Verzerrung, die von dem leseseitigen transparenten Substrat 150b des PAL-SLM 150 herrührende statische Verzerrung und die von dem durch die optischen Komponenten 10 bis 30 definierten optischen Pfad herrührende dynamische Verzerrung zuverlässig entfernt werden. Entsprechend ist es möglich, phasenmoduliertes Licht mit hoher Präzision zu erzeugen.
(Zweite Modifikation)
In der vorliegenden Modifikation hat der Controller 60 die Konfiguration der 10 wie in dem Fall der zweiten Modifikation der ersten Ausfuhrungsform. Der Strahlabtaster 200 und der Wellenfrontdetektor 210 sind in der Laserverarbeitungseinrichtung 1 angeordnet und befestigt.
In der Laserverarbeitungseinrichtung 1 enthält die stromabwärts von dem Phasenmodulationsmodul 40 auftretende Wellenfrontverzerrung (die durch die gekrümmte Linie in 10 angezeigte Verzerrung), wenn Luft in dem sich entlang der optischen Komponenten 30 und 40 erstreckenden optischen Pfad vibriert, dynamische Verzerrung. Um solche dynamische Verzerrung zu entfernen ist es ausreichend, die Verarbeitung der Verzerrungskorrekturmustererzeugung durchzuführen und die Modulation der vorliegenden Ausführungsform auszuführen (15), wenn der Strahlabtaster 200 stromabwärts von dem Phasenmodulationsmodul 40 angeordnet ist, wie in 10 dargestellt. In dieser Modifikation können die von den Strukturen der optischen Komponenten 10 bis 30 und 150b herrührende statische Verzerrung und die von dem sich entlang der optischen Komponenten 10 und 40 erstreckenden optischen Pfad herrührende dynamische Verzerrung zuverlässig entfernt werden. Es ist demnach möglich, Licht, das phasenmoduliert ist mit einem gewünschten Phasenmuster H(x, y) mit hoher Präzision zu erzeugen.
Zum Durchführen des Prozesses der Verzerrungskorrekturmustererzeugung und Durchführen der Modulation der 15 in der vorliegenden Modifikation behält die Steuereinheit 60g das Phasenmodulationsmodul 40 ausgeschaltet während der Wellenfrontdetektor 210 arbeitet. Das heißt, die Steuereinheit 60g setzt die Zufuhr des Antriebssignals an das LCD 130 aus, schaltet die Schreiblichtquelle 110 aus und setzt die Zufuhr einer Wechselspannung an den PAL-SLM 150 aus. Wenn der Wellenfrontdetektor 210 arbeitet während das Phasenmodulationsmodul 40 eingeschaltet bleibt, kann das erfasste Wellenfrontmuster die Wellenfrontverzerrung enthalten, die bedingt ist durch das an dem Phasenmodulationsmodul 40 angezeigte CGH-Muster. In diesem Fall ist es nicht möglich, die von nur den optischen Komponenten und dem Optischen Pfad herrührende Wellenfrontverzerrung unabhängig von der Wellenfrontverzerrung bedingt durch das CGH-Muster zu erfassen.
Wenn die dynamische Verzerrung an irgendeiner Position im optischen Pfad außer dem Phasenmodulationsmodul 40 auftritt, ist es möglich, den Strahlabtaster 200 und den Wellenfrontdetektor 210 anzuordnen, um die dynamische Verzerrung an dieser Position zu erfassen und dann den Prozess des Verzerrungserzeugens des entsprechenden Musters durchzuführen und die Modulation durchzuführen (15). Die dynamische Verzerrung kann durch Messen der dynamischen Verzerrung in Echtzeit und wiederholtes Zuführen der resultierenden dynamischen Verzerrung zu dem Controller 60 entfernt werden.
(Fünfte Ausführungsform)
Die oben beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsformen werden ausgeführt durch Anwenden einer Phasenmodulationseinrichtung und eines Phasenmodulationsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung auf einer Laserverarbeitungseinrichtung und ein Laserverarbeitungsverfahren. Jedoch können die Phasenmodulationseinrichtung und das Phasenmodulationsverfahren der vorliegenden Erfindung angewendet werden auf irgendeine Phasenmodulationseinrichtung und ein Phasenmodulationsverfahren, die ein Phasenmodulationsmodul 40 zum Phasenmodulieren von Leselicht verwenden so wie die Laserverarbeitungseinrichtung und Verfahren. Es ist möglich, eine von optischen Komponenten wie zum Beispiel dem Phasenmodulationsmodul 40 und dem optischen Pfad herrührende Wellenfrontverzerrung in Echtzeit oder im voraus zu messen zum Berechnen eines Wellenfrontverzerrungskorrekturmusters zum Korrigieren der gemessenen Wellenfrontverzerrung und dann das berechnete Wellenfrontverzerrungskorrekturmuster zu einem gewünschten Phasenmuster hinzuzuaddieren.
Genauer, vor dem Ausliefern des Phasenmodulationsmoduls 40 verwendet der Hersteller des Phasenmodulationsmoduls 40 die Messausrüstung 70 zum Generieren eines Wellenfrontverzerrungsmusters Φ₁₅₀(x, y), das aus dem leseseitigen transparenten Substrat 150b des PAL-SLM 150 jedes Phasenmodulationsmoduls 40 herrührt. Die Weise der Messung des Wellenfrontverzerrungsmusters Φ₁₅₀(x, y) ist dieselbe wie die bei der zweiten Modifikation der zweiten Ausführungsform (12). Der Computer 72 berechnet ein Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁₅₀(x, y) = –Φ₁₅₀(x, y) basierend auf dem Messergebnis Φ₁₅₀(x, y). Die resultierenden Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁₅₀(x, y) werden in dem Aufzeichnungsmedium 74 wie zum Beispiel einer flexiblen Diskette, einer CD-ROM oder einer DVD in Form eines Gesamtpaketes gespeichert mit dem Programm zum Generieren des verzerrungskorrigierten Musters (in 7(B) gezeigter Musteradditionsprozess S1) und das Antriebsprogramm (in 7(A) gezeigter Antriebsprozess S7). Der Hersteller stellt dann dem Benutzer das Aufzeichnungsmedium 74 kombiniert mit dem Phasenmodulationsmodul 40 zur Verfügung.
Der Benutzer baut eine gewünschte Phasenmodulationseinrichtung mit dem Phasenmodulationsmodul 40 zusammen. Die Phasenmodulationseinrichtung kann einen identischen Aufbau haben zu der Laserverarbeitungseinrichtung 1, wie in 12 gezeigt ist. Die Phasenmodulationseinrichtung kann ausgebildet werden durch Anordnen eines Verarbeitungsziels T in der Fourier-Ebene der Fourier-Transformationlinse 50 oder durch Anordnen einer gewünschten Einrichtung wie zum Beispiel einer Abbildungseinrichtung zum Akquirieren eines Fourier-Transformationsbildes. Beachte, dass der Controller 60 beispielsweise den in 12 gezeigten Aufbau hat. Der Benutzer speichert die Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁₅₀(x, y), das Programm zum Generieren der phasenverzerrungskorrigierten Muster (in 7(B) gezeigter Musteradditionsprozess S1), und das Antriebsprogramm (in 7(A) gezeigter Antriebsprozess (S7)) in dem Controller 60. Als ein Ergebnis kann der Controller 60 die Phasenmodulation der 7(A) und 7(B) durchführen. Mit anderen Worten, der Controller addiert das gewünschte CGH-Muster H(x, y) und das Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁₅₀(x, y) zusammen zum Generieren von phasenverzerrungskorrigierten Musterdaten H'(x, y), hiermit die Phasenmodulation ausführend.
Wie oben beschrieben zeichnet das Aufzeichnungsmedium 74 das C₁₅₀(x, y) inhärent zu dem leseseitigen transparenten Substrat 150b des PAL-SLM 150 in dem Phasenmodulationsmodul 40, das Programm zum Generieren von verzerrungskorrigierten Mustern (7(B)) und das Antriebsprogramm. Durch Kombinieren des oben bezeichneten Aufzeichnungsmediums 74 mit dem Phasenmodulationsmodul 40 kann der Benutzer Licht schnell und rasch in Übereinstimmung mit den verzerrungskorrigierten Mustern ohne Messen der Wellenfrontverzerrung des auf den PAL-SLM 150 einfallenden Lichts phasenmodulieren, wenn die Phasenmodulation des Lichts durchgeführt wird in der Verwendung der Phasenmodulationseinrichtung, in der der PAL-SLM 150 eingearbeitet ist.
Unter Verwendung diese Phasenmodulationsmoduls 40 kann der Benutzer irgendeine Art von Phasenmodulationseinrichtung wie zum Beispiel einer Einrichtung zum Generieren von Hologrammproduktionsmustern oder eine Schwingungsformungseinrichtung zur Verwendung mit einem Femtosekundenlaser.
Die folgende Beschreibung dient der Bezugnahme auf 16 zur Erläuterung des Falls, in welchem eine Schwingungsformungseinrichtung zur Verwendung mit einem Femtosekundenlaser unter Verwendung des Phasenmodulationsmoduls 40 hergestellt wird.
Beachte, dass die Schwingungsformungseinrichtung zur Verwendung mit einem Femtosekundenlaser eine Einrichtung ist, die einen Femtosekundenlaserstrahl in Spektren aufteilt zum Modulieren jedes Spektrums einer Spektralebene, hierdurch eine Impulsform oder eine Impulsbreite formend.
Die Schwingungsformungseinrichtung 300 zur Verwendung mit dem Femtosekundenlaser kann ein erstes Gitter 310 einschließen, einen ersten zylindrischen Spiegel 320, ein Phasenmodulationsmodul 40, einen zweiten zylindrischen Spiegel 330, ein zweites Gitter 340, einen Ausgangsspiegel 350 und einen Controller 60. Das Phasenmodulationsmodul 40 hat dieselbe Konfiguration wie das der 3. Der Controller 60 hat die Konfiguration, wie in 12 gezeigt. Nach dem Herstellen der Schwingungsformungseinrichtung 300 zur Verwendung mit dem Femtosekundenlaser speichert ein Benutzer Phasenverzerrungskorrekturmusterdaten C₁₅₀(x, y) von dem Aufzeichnungsmedium 74 oder im Netz 68 in die Verzerrungskorrekturmusterspeichereinheit 60d im Controller 60. Der Benutzer generiert ein gewünschtes Phasenmuster H(x, y) zum Speichern des gewünschten Phasenmusters H(x, y) in die Musterspeichereinheit 60a.
Ein Femtosekundenlaserstrahl wird aufgeteilt in Spektren durch das erste Gitter, reflektiert von dem ersten zylindrischen Spiegel 320 und in dem PAL-SLM 150 des Phasenmodulationsmoduls 40 auf dieselbe Weise geleitet wie der des in 3 gezeigten Falls. Das heißt, die Wellenlängenkomponenten des räumlich zerlegten Femtosekundenlaserstrahls treffen auf den PAL-SLM 150 auf. Beachte, dass das gewünschte Phasenmuster H(x, y), das in der Musterspeichereinheit 60a gespeichert ist, verwendet wird zur Phasenmodulation jeder zerlegten Wellenlängenkomponente auf der xy-Ebene in besonderer Weise. Die Addiereinheit 60e in dem Controller 60 addiert das Phasenmuster H(x, y) und das Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁₅₀(x, y) zusammen zum Generieren eines phasenverzerrungskorrigierten Musters H'(x, y). In Übereinstimmung mit dem phasenverzerrungskorrigierten Muster H'(x, y) erzeugt die Steuereinheit 60g ein LCD-Treibersignal zum Antreiben des Phasenmodulationsmoduls 40. Als ein Ergebnis wird der Femtosekundenlaserstrahl phasenmoduliert. Da das Phasenmodulationsmodul 40 in Übereinstimmung mit dem phasenverzerrungskorrigierten Muster H'(x, y), das durch Addieren des Phasenverzerrungskorrekturmusters C₁₅₀(x, y) zu dem gewünschten Phasenmuster H(x, y) erhalten wird, phasenmoduliert wird, kann jede Wellenlängenkomponente phasenmoduliert werden in einer gewünschten Weise mit hoher Präzision. Demnach kann ein gewünschtes Ausgangsmuster mit hoher Präzision erzeugt werden. Nachdem der phasenmodulierte Femtosekundenlaserstrahl von dem zweiten zylindrischen Spiegel 330 reflektiert worden ist, wird der phasenmodulierte Femtosekundenlaserstrahl von dem zweiten Gitter 340 geändert von der zerstreuten Bedingung zur fokussierten Bedingung. Der phasenmodulierte Femtosekundenlaserstrahl wird dann von dem Ausgangsspiegel 350 reflektiert und nach Außen emittiert. Daher ist es möglich, einen Femtosekundenstrahl zu emittieren, der eine berichtigte Impulsschwingungsform oder Impulsbreite hat.
Beachte, dass der Controller 60 irgendeinen der in den 4, 8 und 10 bis 13 gezeigten Strukturen haben kann. Die Phasenverzerrung Φ(x, y), die von dem ersten Gitter 310 herrührt, dem ersten zylindrischen Spiegel 320, dem zweiten zylindrischen Spiegel 330, dem zweiten Gitter 340 und dem Ausgangsspiegel 350, wird jeweils gemessen. Und, das Phasenverzerrungskorrekturmuster C(x, y), d. h. ein inverses Muster zu dem gemessenen Phasenverzerrungsmuster (–Φ(x, y)), kann dann in Verbindung mit dem Phasenverzerrungskorrekturmuster C₁₅₀(x, y) hinzuaddiert werden zu dem gewünschten Phasenmuster H(x, y). Alternativ kann die Phasenverzerrung Φ(x, y), die von mindestens einer oder mehreren der optischen Komponenten 310 bis 340 und der Komponente 150 herrührt, gemeinsam gemessen werden. Und das beziehungsweise die Phasenverzerrungskorrekturmuster C(x, y), d. h. das beziehungsweise die inversen Muster der gemessenen Phasenverzerrung (–Φ(x, y)) kann/können dann addiert werden zu dem gewünschten Phasenmuster H(x, y). Alternativ kann die Messung der Phasenverzerrung Φ(x, y) in Echtzeit wiederholt werden derart, dass die Messergebnisse zu dem Controller 60 gesendet werden.
Die Phasenmodulationseinrichtung und das Phasenmodulationsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung sind nicht beschränkt auf die oben beschriebenen Ausführungsformen. Verschiedenste Änderungen und Modifikationen können innerhalb des Schutzbereichs der Ansprüche vorgenommen werden.
Beispielsweise kann die von der Fourier-Linse 50 in der Laserverarbeitungseinrichtung 1 der 1 herrührende Phasenverzerrung Φ₅₀(x, y) gemessen werden zum Erhalten eines Phasenverzerrungskorrekturmusters C₅₀(x, y) (= –Φ₅₀(x, y)). Die Fourier-Linse 50 wird beispielsweise in die Messausrüstung 70 separat von anderen optischen Komponenten eingefügt zum Messen der Phasenverzerrung Φ₅₀(x, y), hierdurch das Phasenverzerrungskorrekturmuster c₅₀(x, y) (= –Φ₅₀(x, y)) erhaltend. Das Phasenverzerrungskorrekturmuster C₅₀(x, y) kann hinzugefügt werden zu dem gewünschten Phasenmuster H(x, y) gemeinsam mit den Phasenverzerrungskorrekturmustern für die optischen Komponenten 10 bis 30 und 150. Alternativ kann der Strahlabtaster 200 stromabwärts von der Fourier-Linse 50 angeordnet werden zum Messen der Phasenverzerrung Φ(x, y), die sich aus den optischen Komponenten 10, 20, 30, 150 und 50 gemeinsam ergibt. Ein Phasenverzerrungskorrekturmuster C(x, y) –Φ(x, y)) wird erhalten, um hinzugefügt zu werden zu dem gewünschten Phasenmuster H(x, y). In diesem Fall kann die Phasenverzerrung Φ(x, y) im voraus gemessen werden wie in dem Fall der ersten bis dritten Ausführungsform. Alternativ kann die Phasenverzerrung Φ(x, y) wiederholt in Echtzeit gemessen werden wie in dem Fall der vierten Ausführungsform zum Zuführen der Phasenverzerrung Φ(x, y) zu dem Controller 60.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen wird, wenn die Phasenverzerrung Φ₂(x, y) oder die Phasenverzerrung Φ₁₅₀(x, y), die sich aus dem leseseitigen transparenten Substrat 150b des PAL-SLM 150 des Phasenmodulationsmoduls 40 ergibt, gemessen wird, dem LCD 130 kein Antriebssignal zugeführt, die Schreiblichtquelle 110 ist ausgeschaltet und keine Wechselspannung wird an den PAL-SLM 150 angelegt, um das Phasenmodulationsmodul 40 zu deaktivieren. Jedoch ist es ausreichend, kein Antriebssignal zumindest an das LCD 130 anzulegen. Die Schreiblichtquelle 110 kann eingeschaltet sein und eine Wechselspannung kann an den PAL-SLM 150 angelegt sein.
In ähnlicher Weise wird in den oben beschriebenen Ausführungsformen, wenn der PAL-SLM 150 in die Messausrüstung 70 eingefügt ist und die Phasenverzerrung Φ₁₅₀(x, y), die von dem leseseitigen transparenten Substrat 150b herrührt, gemessen wird, keine Wechselspannung an den PAL-SLM 150 angelegt und kein Schreiblicht wird abgestrahlt, um den PAL-SLM 150 zu deaktivieren. Jedoch ist es ausreichend, zumindest zu verhindern, dass Schreiblicht auftrifft. Eine Wechselspannung kann an den PAL-SLM 150 angelegt werden.
In der vierten Modifikation der ersten Ausführungsform werden die von der Leselichtquelle 10, dem räumlichen Filter 20, der Ausrichtlinse 30 und dem leseseitigen transparenten Substrat 150b des PAL-SLM 150 herrührende Wellenfrontverzerrungen zuerst im voraus gemessen unabhängig voneinander in der jeweiligen Verwendung der Messausrüstung 70 zum Erhalten der Korrekturmuster zum Korrigieren dieser Wellenfrontverzerrungen und dann Addieren der entsprechenden Muster zu dem gewünschten Phasenmuster. Stattdessen konnen die sich aus der Leselichtquelle, dem räumlichen Filter 20 und der Ausrichtlinse 30 ergebenden Wellenfrontverzerrungen zuerst unabhängig voneinander unter Verwendung der Messausrustung 70 erhalten werden. Und, die Korrekturmuster zum Korrigieren dieser Wellenfrontverzerrung können dann erhalten werden, um addiert zu werden zu dem gewünschten Phasenmuster.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen wird der Phasen-Aufschlag-Prozess (S4 in 7(B) und S62 in 15) ausgeführt, wenn das CGH-Muster H(x, y) und das Phasenverzerrungskorrekturmuster C(x, y) zusammenaddiert werden. Jedoch kann der Phasen-Aufschlag-Prozess ausgeführt werden, wenn das Phasenverzerrungsmuster C(x, y) (S26 in 9(B) und S56 in 15) erzeugt wird, sowie einer Addition der Muster. Das heißt, das Vorzeichen des Phasenverzerrungsmusters Φ(x, y) wird invertiert zum Erzeugen des Phasenverzerrungskorrekturmusters C(x, y). Der Phasenwert C(x, y) eines gegebenen Bildpunktes (x, y) kann ersetzt werden durch den Rest, der erhalten wird durch Teilen des Phasenwertes C durch 2π, wenn der Phasenwert C für irgendeinen Bildpunkt (x, y) gleich oder größer als 2π ist oder kleiner als Null. Ferner kann der Phasen-Aufschlag-Prozess für das CGH-Muster H(x, y) im voraus ausgeführt werden. Und der Phasenwert H(x, y) bei einem gegebenen Bildpunkt beziehungsweise Pixel (x, y) kann ersetzt werden durch den Rest, erhalten durch Dividieren des Phasenwertes H durch 2π, wenn der Phasenwert H gleich oder größer als 2π ist oder kleiner als Null.
In den ersten bis vierten Ausführungsformen ist das gewünschte Phasenmuster H(x, y) ein Hologramm-Muster. Das gewünschte Phasenmuster H(x, y) kann irgendeine andere Art von Phasenmuster statt eines Hologramms sein.
Die Konfiguration des Phasenmodulationsmoduls 40 ist nicht beschränkt auf die oben beschriebene. Beispielsweise können das LCD 130 und der PAL-SLM zusammenverbunden sein durch eine Lichtwellenleiterplatte statt der Zwischenlinse 140, wie in der internationalen Veröffentlichung Nr. WO99/66368 offenbart. Das heißt, das schreibseitige transparente Substrat 150a wird aus dem PAL-SLM 150 entfernt und die transparenten Elektroden 150c werden mit der Lichtübertragungsschicht 130b des LCD 130 durch die optische Wellenleiterplatte verbunden. In diesem Fall, vorausgesetzt, dass die numerische Apertur NA_FOP der optischen Lichtwellenleiterplatte ein Verhältnis von n_G·P/d < NA_FOP < 2 n_G·P/d hat, wobei P der Bildpunktabstand in dem LCD 130 ist, d die Dicke der lichtübertragenden Schicht 130d und n_G der Brechungsindex der Schicht 130b bei einer Wellenlänge λ des von der Schreiblichtquelle 110 emittierten Lichts, kann die optische Wellenleiterplatte exakt das phasenverzerrungskorrigierte Muster H'(x, y), das auf dem LCD des PAL-SLM 150 angezeigt wird, übertragen während die Signalkomponenten, die bedingt sind durch die Bildpunktaufbauschicht 130c des LCD 130 eliminiert werden.
Ferner ist die Konfiguration der LCD 130 nicht auf die oben beschriebene beschränkt. Irgendeiner Art von Flüssigkristallanzeige kann als LCD 130 verwendet werden.
Beispielsweise kann eine LCD verwendet werden mit einem Mikrolinsen-Array, das auf der lichtempfangenden Schicht 130a vorgesehen ist, als das LCD 130. In diesem Fall hat das Mikrolinsen-Array eine Vielzahl von Mikrolinsen, die in eins-zu-eins Zuordnung zu den transparenten Bildpunktelektroden der Bildpunktaufbauschicht 130c angeordnet sind. Wenn solch ein LCD 130 verwendet wird, kann irgendeine durch die Bildpunktaufbauschicht 130c der LCD 130 bedingte Signalkomponente durch Abstimmen der Position der Zwischenlinse 140 entlang der optischen Achse entfernt werden. Demnach kann das von dem LCD 130 erzeugte phasenverzerrungskorrigierte Muster H'(x, y) zu dem PAL-SLM 150 mit hoher Präzision gesendet werden.
Zusätzlich kann das LCD 130 ersetzt werden durch irgendeine andere Art von elektrisch adressiertem intensitätsmodulierten räumlichen Lichtmodulator. Der räumliche Lichtmodulator kann entweder vom Transmissionstyp oder vom Reflektionstyp sein.
Der Aufbau des PAL-SLM 150 ist nicht beschränkt auf die oben beschriebenen Punkte. PAL-SLM 150 kann ersetzt werden durch irgendeine Art von optisch adressiertem phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulator mit einem anderen Aufbau. Der optisch adressierte phasenmodulierte räumliche Lichtmodulator kann entweder vom Transmissionstyp oder Reflektionstyp sein.
Das Phasenmodulationsmodul 40 kann ersetzt werden durch eine Art von elektrisch adressiertem phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulator, einer Transmissions- oder Reflektionsphasenmodulationsart einer Flüssigkristallanzeige, oder einen deformierbaren Spiegel.
Die Leselichtquelle 10 kann irgendeiner anderen Art von Laser sein als ein He-Ne-Laser. Die Leselichtquelle 10 kann irgendeine andere Lichtquelle sein als ein Laser.
Die Schreiblichtquelle 110 kann irgendeiner anderen Art von Laserstrahlquelle sein als eine Laserdiode. Die Schreiblichtquelle 110 kann irgendeine andere Lichtquelle als ein Laser sein.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung kann weithin angewendet werden zur Phasenmodulation von Licht in Laserverarbeitungseinrichtungen und Laserverarbeitungsverfahren, Hologramm-Reproduktionsmustererzeugern und Verfahren zum Erzeugen von Hologramm-Reproduktionsmustern und Schwingungsformungseinrichtungen und Schwingungsformungsverfahren.

Claims

Phasenmodulationseinrichtung, umfassend: eine lichtemittierende Lichtquelle (10); eine Addiervorrichtung (60e), die ein gewünschtes Phasenmuster und ein Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster zum Korrigieren der Wellenfrontverzerrung des Lichts addiert zum Erzeugen eines verzerrungskorrigierten Phasenmusters; und einen elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulator (40), der das Licht in Übereinstimmung mit dem verzerrungskorrigierten Phasenmuster phasenmoduliert; eine Messvorrichtung (200, 210, 70, 220), die optisch die Wellenfrontverzerrung des Lichts misst, um das die Wellenfrontverzerrung angebende Wellenfrontverzerrungsphasenmuster zu erzeugen; und eine Erzeugungsvorrichtung (60c), die ein Vorzeichen des Wellenfrontverzerrungsphasenmusters invertiert, um das Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster zu erzeugen, wobei der elektrisch adressierte phasenmodulierte räumliche Lichtmodulator (40) eine Eingabe-/Ausgabefläche (150b) hat zum Empfangen und Emittieren des Lichtes damit; und das Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster ein Phasenmuster einschließt zum Korrigieren der durch die Eingabe-/Ausgabefläche (150b) hervorgerufenen Wellenfrontverzerrung des Lichts.
Phasenmodulationseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Messvorrichtung (200, 210) ein Messen der Wellenfrontverzerrung des Lichts wiederholt, um das Wellenfrontverzerrungsphasenmuster zu erzeugen, das die Wellenfrontverzerrung anzeigt; die Erzeugungsvorrichtung (60c) ein Vorzeichen des Wellenfrontverzerrungsphasenmusters jedes Mal invertiert, wenn die Messvorrichtung die Wellenfrontverzerrung des Lichts misst, zum Generieren des Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmusters; die Addiervorrichtung (60e) das Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster jedes Mal, wenn die Erzeugungsvorrichtung das Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster erzeugt, zu dem gewünschten Phasenmuster addiert, um das wellenfrontverzerrungskorrigierte Phasenmuster aufzufrischen; und der elektrisch adressierte phasenmodulierte räumliche Lichtmodulator (40) das Licht in Übereinstimmung mit dem aufgefrischten verzerrungskorrigierten Phasenmuster wiederholt phasenmoduliert.
Phasenmodulationseinrichtung nach Anspruch 1, wobei das Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster ein Phasenmuster einschließt, das generiert wird durch Invertieren eines Vorzeichens des Wellenfrontverzerrungsphasenmusters, welches die Wellenfrontverzerrung des von der Eingabe-/Ausgabefläche (150b) des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulator (40) emittierten Lichts anzeigt.
Phasenmodulationseinrichtung nach Anspruch 1, außerdem umfassend: eine erste optische Komponente (20, 30), die von der Lichtquelle (10) emittiertes Licht zu der Eingabe-/Ausgabefläche (150b) des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators (40) leitet; wobei der elektrisch adressierte phasenmodulierte räumliche Lichtmodulator (40) die Eingabe-/Ausgabe-Oberfläche (150b) hat, auf welche das Licht auftrifft oder aus welcher es hervortritt; das Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster ein Phasenmuster einschließt zum Korrigieren der Wellenfrontverzerrung des Lichts hervorgerufen durch mindestens eines aus der Gruppe von der Lichtquelle (10), der Eingabe-/Ausgabefläche (150b) des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators (40) und der ersten optischen Komponente (20, 30).
Phasenmodulationseinrichtung nach Anspruch 4, wobei das Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster ein Phasenmuster einschließt, erzeugt durch Invertieren eines Vorzeichens des Wellenfrontverzerrungsphasenmusters, welches die Wellenfrontverzerrung des Lichts anzeigt, hervorgerufen durch mindestens eines aus der Gruppe von der Lichtquelle 10, der Eingabe-/Ausgabefläche (150b) des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators (40) und der ersten optischen Komponente (20, 30).
Phasenmodulationseinrichtung nach Anspruch 4, außerdem umfassend: eine zweite optische Komponente (50), die aus der Eingabe-/Ausgabefläche (150b) des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators (40) heraustretendes Licht leitet; wobei das Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster ein Phasenmuster einschließt zum Korrigieren der Wellenfrontverzerrung des Lichts hervorgerufen durch mindestens eines aus der Gruppe von der Lichtquelle (10), der Eingabe-/Ausgabefläche (150b) des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators (40) und der zweiten optischen Komponente (50).
Phasenmodulationseinrichtung nach Anspruch 6, wobei das Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster ein Phasenmuster einschließt, erzeugt durch Invertieren eines Vorzeichens des Wellenfrontverzerrungsphasenmusters, welches die Wellenfrontverzerrung des Lichts anzeigt, hervorgerufen durch mindestens eines aus der Gruppe von der Lichtquelle 10, der Eingabe-/Ausgabefläche (150b) des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators (40), der ersten optischen Komponente (20, 30) und der zweiten optischen Komponente (50).
Phasenmodulationseinrichtung nach Anspruch 4, wobei das Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster mindestens eines einschließt aus der Gruppe von einem ersten Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster zum Korrigieren der durch die Eingabe-/Ausgabefläche (150b) des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators (40) hervorgerufenen Wellenfrontverzerrung, einem zweiten Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster zum Korrigieren der durch die Lichtquelle (10) hervorgerufenen Wellenfrontverzerrung, und einem dritten Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster zum Korrigieren der durch die erste optische Komponente (20, 30) hervorgerufenen Wellenfrontverzerrung; und die Addiervorrichtung (60e) mindestens eines addiert aus der Gruppe von den ersten, zweiten und dritten Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmustern zu dem gewünschten Phasenmuster, um ein verzerrungskorrigiertes Phasenmuster zu erzeugen.
Phasenmodulationseinrichtung nach Anspruch 8, wobei das erste Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster ein Phasenmuster einschließt, erzeugt durch Invertieren eines Vorzeichens eines Wellenfrontverzerrungsphasenmusters, das die von der Eingabe-/Ausgabefläche (150b) des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators (40) hervorgerufene Wellenfrontverzerrung anzeigt, das zweite Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster ein Phasenmuster einschließt, erzeugt durch Invertieren eines Vorzeichens eines die durch die Lichtquelle (10) erzeugten Wellenfrontverzerrung anzeigenden Wellenfrontverzerrungsphasenmusters, und das dritte Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster ein Phasenmuster einschließt, erzeugt durch Invertieren eines Vorzeichens eines die durch die erste optische Komponente (20, 30) hervorgerufene Wellenfrontverzerrung anzeigenden Wellenfrontverzerrungsphasenmusters.
Phasenmodulationseinrichtung nach Anspruch 4, wobei ein erstes Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster generiert wird durch Invertieren eines Vorzeichens eines die Wellenfrontverzerrung des von der Eingabe-/Ausgabefläche (150b) des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators (40) hervorgerufenen Lichts anzeigenden Wellenfrontverzerrungsphasenmusters, ein viertes Wellenfrontverzerrungsphasenmuster generiert wird durch Invertieren eines Vorzeichens eines die durch die Lichtquelle (10) und die erste optische Komponente (20, 30) hervorgerufene Wellenfrontverzerrung des Lichts anzeigenden Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmusters, die Addiervorrichtung (60e) das erste Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster und das vierte Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster addiert zu dem gewünschten Phasenmuster, um das verzerrungskorrigierte Phasenmuster zu erzeugen.
Phasenmodulationseinrichtung nach Anspruch 1, außerdem umfassend: eine Eingabevorrichtung (60k), die ein erstes Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster empfängt, welches erzeugt wird durch Invertieren eines Vorzeichens eines eine Wellenfrontverzerrung des von der Eingabe-/Ausgabefläche (150b) des nicht-angetriebenen elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators (40) emittierten Lichts anzeigenden Wellenfrontverzerrungsphasenmusters; und eine Speichervorrichtung (60d), die das erste Wellenfrontverzerrungsphasenmuster speichert, wobei die Messvorrichtung eine Verzerrungsmessvorrichtung (200, 210, 70, 220) einschließt, die die Wellenfrontverzerrung des von der Lichtquelle (10) und der ersten optischen Komponente (20, 30) hervorgerufenen Lichts misst, um ein Wellenfrontverzerrungsphasenmuster zu erzeugen, das die Wellenfrontverzerrung anzeigt; und die Erzeugungsvorrichtung eine Mustererzeugungsvorrichtung (60c) einschließt, die das Vorzeichen des Wellenfrontverzerrungsphasenmusters invertiert, um das vierte Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster zu erzeugen; wobei die Addiervorrichtung (60e) die ersten und zweiten Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster zu dem gewünschten Phasenmuster addiert, um das verzerrungskorrigierte Phasenmuster zu erzeugen.
Phasenmodulationseinrichtung nach Anspruch 11, wobei die Verzerrungsmessvorrichtung (200, 210) das Messen der Wellenfrontverzerrung des von der Lichtquelle (10) und der ersten optischen Komponente (20, 30) hervorgerufenen Lichts wiederholt zum wiederholten Erzeugen eines die Wellenfrontverzerrung anzeigenden Wellenfrontverzerrungsphasenmusters; die Mustergeneriervorrichtung (60c) ein Vorzeichen des Wellenfrontverzerrungsphasenmusters invertiert zum wiederholten Erzeugen des vierten Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmusters; die Addiervorrichtung (60e) das wiederholt erzeugte vierte Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster und das erste Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster zu dem gewünschten Phasenmuster addiert zum wiederholten Auffrischen des wellenfrontverzerrungskorrigierten Phasenmusters; der elektrisch adressierte phasenmodulierte räumliche Lichtmodulator (40) das Licht in Übereinstimmung mit dem wiederholt aufgefrischten verzerrungskorrigierten Phasenmuster phasenmoduliert.
Phasenmodulationsverfahren umfassend: Bereitstellen eines gewünschten Phasenmusters; Bereitstellen eines Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmusters zum Korrigieren einer Wellenfrontverzerrung von Licht; Addieren des gewünschten Phasenmusters zu dem Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster, um ein verzerrungskorrigiertes Phasenmuster zu erzeugen; und Phasenmodulieren des Lichts durch Antreiben eines elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators (40) in Übereinstimmung mit dem verzerrungskorrigierten Phasenmuster; wobei das Bereitstellen des Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmusters umfasst: optisches Messen der Wellenfrontverzerrung des Lichts und Erzeugen des die Wellenfrontverzerrung anzeigenden Wellenfrontverzerrungsphasenmusters; und Invertieren eines Vorzeichens des Wellenfrontverzerrungsphasenmusters, um das Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster zu generieren, wobei das Addieren ein Addieren des generierten Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmusters zu dem gewünschten Phasenmuster einschließt, wobei das Messen das Messen der Wellenfrontverzerrung von der Eingabe-/Ausgabefläche (150b) des nicht angetriebenen elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators (40) emittierten Lichts einschließt; das Invertieren das Invertieren des Vorzeichens eines die gemessene Wellenfrontverzerrung anzeigenden Wellenfrontverzerrungsphasenmusters einschließt, hierdurch ein erstes Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster erzeugend, und das Addieren ein Addieren des ersten Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmusters zu dem gewünschten Phasenmuster umfasst, hierdurch das verzerrungskorrigierte Phasenmuster generierend.
Phasenmodulationsverfahren nach Anspruch 13, wobei das Messen ein wiederholtes Messen der Wellenfrontverzerrung des Lichts einschließt, um ein Wellenfrontverzerrungsphasenmuster zu generieren, das die Wellenfrontverzerrung anzeigt; das Invertieren ein Invertieren eines Vorzeichens des Wellenfrontverzerrungsphasenmusters einschließt, hierdurch wiederholt das Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster generierend; das Addieren ein wiederholtes Addieren des Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmusters einschließt, hierdurch wiederholt das wellenfrontverzerrungskorrigierte Phasenmuster auffrischend; und das Phasenmodulieren ein wiederholtes Antreiben des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators (40) einschließt in Übereinstimmung mit dem wiederholt aufgefrischten Verzerrungskorrigierten Phasenmuster, hierdurch das Licht phasenmodulierend.
Phasenmodulationsverfahren nach Anspruch 13, wobei das Bereitstellen eines Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmusters ferner umfasst: Empfangen eines durch Invertieren eines Vorzeichens eines die Wellenfrontverzerrung von von der Eingabe-/Ausgabeoberfläche (150b) des nicht-angetriebenen elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators (40) heraustretendem Licht anzeigenden Wellenfrontverzerrungsphasenmusters erhaltenen ersten Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmusters; Speichern des ersten Wellenfronverzerrungskorrekturphasenmusters in der Speichervorrichtung (60d); das Messen von Wellenfrontverzerrung Licht, hervorgerufen von durch eine Lichtquelle (10) und die erste optische Komponente (20, 30); und Invertieren eines Vorzeichens eines die gemessene Wellenfrontverzerrung anzeigenden Wellenfrontverzerrungsphasenmusters, hierdurch ein zweites Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster erzeugend, das Addieren ein Addieren des ersten Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmusters und des zweiten Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmusters zu dem gewünschten Phasenmuster einschließt, hierdurch das verzerrungskorrigierte Phasenmuster erzeugend, und das Phasenmodulieren ein Phasenmodulieren des Lichts von der Lichtquelle (10) einschließt durch Leiten des Lichts zu dem elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulator (40) durch die erste optische Komponente (20, 30) und dann Antreiben des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators (40) in Übereinstimmung mit dem verzerrungskorrigierten Phasenmuster.
Phasenmodulationsverfahren nach Anspruch 15, wobei das Messen ein wiederholendes Messen der Wellenfrontverzerrung des Lichts einschließt, um wiederholt ein die Wellenfrontverzerrung anzeigendes Wellenfrontverzerrungsphasenmuster zu generieren; das Invertieren ein Invertieren eines Vorzeichens des Wellenfrontverzerrungsphasemusters einschließt, hierdurch wiederholt das Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster generierend; das Addieren ein wiederholtes Addieren des Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmusters einschließt, hierdurch wiederholt das wellenfrontverzerrungskorrigierte Phasenmuster auffrischend; und das Phasenmodulieren ein wiederholtes Antreiben des elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators (40) in Übereinstimmung mit dem wiederholt aufgefrischten verzerrungskorrigierten Phasenmuster einschließt, hierdurch das Licht phasenmodulierend.
Ein von einem Computer ausgeführtes Programm speicherndes computerlesbares Aufzeichnungsmedium, speichernd: einen Prozess des Bereitstellens eines gewünschten Phasenmusters; einen Prozess des Bereitstellens eines Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmusters zum Korrigieren einer Wellenfrontverzerrung von Licht; einen Prozess des Addierens des gewünschten Phasenmusters zu dem Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster, um ein verzerrungskorrigiertes Phasenmuster zu erzeugen; und einen Prozess des Phasenmodulierens des Lichts durch Antreiben eines elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators (40) in Übereinstimmung mit dem verzerrungskorrigierten Phasenmuster; wobei der Prozess des Bereitstellens des Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmusters umfasst: einen Prozess des optisches Messens der Wellenfrontverzerrung des Lichts und Erzeugen des die Wellenfrontverzerrung anzeigenden Wellenfrontverzerrungsphasenmusters; und einen Prozess des Invertierens eines Vorzeichens des Wellenfrontverzerrungsphasenmusters, um das Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster zu generieren, wobei der Prozess des Addierens ein Addieren des generierten Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmusters zu dem gewünschten Phasenmuster einschließt, wobei der Prozess des Messens das Messen der Wellenfrontverzerrung von der Eingabe-/Ausgabefläche (150b) des nicht angetriebenen elektrisch adressierten phasenmodulierten räumlichen Lichtmodulators (40) emittierten Lichts einschließt; der Prozess des Invertierens das Invertieren des Vorzeichens eines die gemessene Wellenfrontverzerrung anzeigenden Wellenfrontverzerrungsphasenmusters einschließt, hierdurch ein erstes Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmuster erzeugend, und der Prozess des Addierens ein Addieren des ersten Wellenfrontverzerrungskorrekturphasenmusters zu dem gewünschten Phasenmuster umfasst, hierdurch das verzerrungskorrigierte Phasenmuster generierend.