用于高能量密度的电光空间调制器 |
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| 申请号 | CN03821050.9 | 申请日 | 2003-08-26 | 公开(公告)号 | CN1678944A | 公开(公告)日 | 2005-10-05 |
| 申请人 | 柯达保丽光印艺有限责任公司; | 发明人 | 米盖尔·穆林; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一个成像装置，它包括：(a)一个 调制器 晶体(12)，它包括一个第一表面(11)，以及与所述第一表面(11)基本相对的一个第二表面，其中所述第一表面(11)包括一个活性区域(26)；以及(b)一个加热元件(20)，它被用来将所述调制器晶体(12)加热到处于一个预定 温度 范围内的一个温度，其中，所述加热元件(20)位于所述调制器晶体的下面，且包括一个第一表面(21)，其中所述加热元件(20)第一表面(21)面向所述调制器晶体(12)第二表面，并且 覆盖 了所述调制器晶体第二表面的一个部分，从而让所述调制器晶体(12)的所述第一表面(11)的所述活性区域(26)具有一个均匀的温度。本发明还提供了用来在一个成像装置中加热一个调制器晶体的一种方法。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一个成像装置，包括： |
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| 说明书全文 | 技术领域本发明涉及用来在一个成像装置中提高一个调制器晶体性能的 一种方法和一个装置。特别的，本发明涉及用来在一个成像装置中加 热一个调制器晶体的一种方法和一个装置，它基本不改变所述成像装 置电子部件的温度。 背景技术热偏置印刷版工业中的一些当前趋势已经是在提高生产率的领 域，这特别是当它们与所谓的“计算机到板”(CTP)系统有关的时候。 然而，这些传统系统现在受到了限制，这特别是当它们与热偏置板的 成像有关的时候。传统的内部鼓系统受制于，例如，镜子的旋转速度， 激光束的换向时间开/关(对于具有YAG激光、红和UV激光二极管 以及光纤激光器的声光调制器)，以及激光光源的功率。具有多个诸 如二极管的激光源的传统外部鼓系统受制于，例如，各自的旋转速度， 各自的二极管数以及通过其产生的总功率。使用一个空间调制器的传 统外部鼓系统也有功率限制，以及通过其产生的斑点数量方面的限制。 传统的平床系统具有“板宽度”限制、分辨率限制，以及有限的扫描速 度、调制频率以及各个激光源的功率。 美国专利No.4,746,942描述了一个传统系统，其中激光束在一维 被展宽以覆盖一列相当数量的电光门(这样就能够形成大量的邻近斑， 从而组成一个“宽刷”)，该专利在这里被作为参考。特别的，该专利 公开了，所述光束被所述门分成多个潜在的光斑形成光束。每个光束 到用于成像的光敏表面的传送被根据一个预定的样式或程序所选择性 禁止，同时所述光束扫过所述光敏表面以形成字符和其它图像。然而， 该专利中描述的所述刷的光斑数量可以受到光学畸变的限制。此外， 由于热敏板的低敏感性，一个单个激光源所能产生的功率限制了热敏 板的成像速度。采用单个激光源的一个空间调制器的性能也能够被限 制。 用来给热媒质曝光的激光调制器需要几十瓦或更大的激光功率。 相反，全内反射(TIR)调制器特别适用于给热敏板曝光，这例如 Electronics Letters第9卷(1973)第309页所述。基于使用LiNbO3的 TIR调制器由于其换向速度而引起特别兴趣。这种类型的调制器被文 献和多个专利所描述，例如美国专利No.4,281,904，它在这里被作为 参考。激光打印机中TIR调制器的操作已经被描述在美国专利No. 4,554,561中，它在这里被作为参考。TIR调制器现在被使用在板设定 器中，以用于需要高能量水平的热敏打印板的生产，TIR调制器在板 设定器中的实施已经被描述于2001年5月25日提交的美国专利申请 序列No.09/865,345，它在这里被作为参考。 由于一个TIR调制器不吸收能量，所以高功率激光的光线可以 穿过所述调制器而不产生热量。然而，电光调制器被高能光线穿过具 有一个负面影响，这正如SPIE Electro-Optic and Magneto-Optic Materials，第1274卷(1990)所述，尤其是在如美国专利No.4,281,904 所述的TIR调制器中。当所述晶体受到高能辐射，强能量密度会导致 有害的光折射效果，这被称为“光破坏”以及“dc漂移”。在需要高能量 水平的系统中，这些副作用影响的出现限制了一个调制器所能承受的 能量的量，例如所谓的热板的曝光。 本发明解决了在一个调制器中光破坏和DC漂移的出现。这两个 问题都是通过提高所述调制器的工作温度并且将所述温度维持在一个 预定范围内来解决的。本发明还提供了与稳定一个调制器晶体性能相 关的一种方法和一个装置，其通过自动控制所述晶体的工作温度来实 现。本发明还提供了一种方法和一个装置，它被用来保护与一个调制 器晶体相关的电子部件不受到所述晶体高温的有害影响。本发明的其 它目标、特征和优点将从这里提供的详细描述而变得清楚。 发明内容因此，本发明的一个目标就是要提供一个成像装置，所述成像装 置包括：(a)一个调制器晶体，它包括一个第一表面，以及与所述第 一表面基本相对的一个第二表面，其中所述第一表面包括一个活性区 域；以及(b)一个加热元件，它被用来将所述调制器晶体加热到处于 一个预定温度范围内的一个温度，其中，所述加热元件位于所述调制 器晶体的下面，且包括一个第一表面，其中所述加热元件第一表面面 向所述调制器晶体第二表面，并且覆盖了所述调制器晶体第二表面的 一部分，从而让所述调制器晶体的所述第一表面的所述活性区域具有 一个均匀的温度。 本发明的又一个目标在于提供用来在一个成像装置中加热一个 调制器晶体的一种方法，所述方法包括：(a)提供一个调制器晶体， 所述调制器晶体包括一个第一表面和一个与所述第一表面基本相对的 第二表面，其中所述第一表面包括一个活性区域；(b)提供一个加热 元件，所述加热元件包括一个第一表面，其中所述加热元件第一表面 面向所述调制器晶体第二表面，且覆盖了所述调制器晶体第二表面的 一部分，从而使得所述调制器晶体的所述第一表面的所述活性部分具 有一个均匀的温度；(c)利用所述加热元件将调制器晶体加热到处于 一个预定温度范围内的一个温度；以及(d)将所述调制器晶体的所述 温度维持在所述预定的温度范围内。 本发明的又一目标在于提供一个成像装置，所述成像装置包括： (a)一个调制器晶体，它包括一个第一表面，以及与所述第一表面基 本相对的一个第二表面，其中所述第一表面包括一个活性区域；(b)一 个加热元件，它被用来将所述调制器晶体加热到处于一个预定温度范 围内的一个温度，其中，所述加热元件位于所述调制器晶体的下面， 且包括一个表面，其中所述加热元件表面面向所述调制器晶体第二表 面，并且覆盖了所述调制器晶体第二表面的一部分，从而让所述调制 器晶体的所述第一表面的所述活性区域具有一个均匀的温度；以及(c) 一个或多个电子部件，它们居于所述调制器晶体的所述第一表面上， 其中所述电子部件与所述调制器晶体和所述加热元件热绝缘。 本发明的又一个目标在于提供用来在一个成像装置中加热一个 调制器晶体的一种方法，所述方法包括：(a)提供一个调制器晶体， 所述调制器晶体包括一个第一表面和一个与所述第一表面基本相对的 第二表面，其中所述第一表面包括一个活性区域；(b)将包括一个第 一表面的一个加热元件置于所述调制器晶体的下面，其中所述加热元 件第一表面面向所述调制器晶体第二表面，并且覆盖所述调制器晶体 第二表面的一部分，以使得所述调制器晶体所述第一表面的所述活性 部分具有一个均匀的温度；(c)提供居于所述调制器晶体所述第一表 面上的一个或多个电子部件，其中所述电子部件与所述调制器晶体以 及所述加热元件热绝缘；(d)用所述加热元件将所述调制器晶体加热 到处于一个预定温度范围内的一个温度；以及(e)将所述调制器晶体 的温度维持在所述预定温度范围以内。 本发明的又一目标在于提供一个成像装置，所述成像装置包括： (a)一个调制器晶体，它包括一个第一表面，以及与所述第一表面基 本相对的一个第二表面，其中所述第一表面包括一个活性区域；(b)一 个加热元件，它被用来将所述调制器晶体加热到处于一个预定温度范 围内的一个温度，其中，所述加热元件接触并覆盖了所述调制器晶体 第二表面的一部分，从而让所述调制器晶体的所述第一表面的所述活 性区域具有一个均匀的温度；以及(c)一个或多个电子部件，它们位 于所述调制器晶体的所述第一表面的下面，其中所述电子部件与所述 调制器晶体和所述加热元件热绝缘。 本发明的又一个目标在于提供用来在一个成像装置中加热一个 调制器晶体的一种方法，所述方法包括：(a)提供一个调制器晶体， 所述调制器晶体包括一个第一表面和一个与所述第一表面基本相对的 第二表面，其中所述第一表面包括一个活性区域；(b)用一个加热元 件接触和覆盖所述调制器晶体第二表面的一部分，以使得所述第一表 面的所述活性区域具有一个均匀的温度；(c)提供位于所述调制器晶 体所述第一表面下的一个或多个电子部件，其中所述电子部件与所述 调制器晶体以及所述加热元件热绝缘；(d)用所述加热元件将所述调 制器晶体加热到处于一个预定温度范围内的一个温度；以及(e)将所 述调制器晶体的温度维持在所述预定温度范围以内。 本发明确保了所述TIR调制器的所述晶体被加热到一个最佳温 度，而同时所述成像装置的其它部件被热绝缘。这些部件包括与所述 调制器晶体相关的电子部件。这些电子部件的温度被维持在所述电子 部件工作说明所规定的温度范围内。调制器晶体内部的温度被保持均 匀，从而防止了所述晶体中由于温度差异而导致的所述晶体中折射率 的有害差异。 附图说明 图1代表本发明所述装置第一实施例的分解图。 图2A代表图1所示装置实施例的侧视图。 图2B代表图1所示装置实施例的分解侧视图。 图3A代表本发明所述装置第二实施例的分解图。 图3B代表图3A所示装置实施例的侧视图。 图3C代表图3B所示侧视图中一部分的放大图。 图4A代表本发明所述装置第三实施例的分解图。 图4B代表图4A的分解侧视图。 图4C代表图4A所示装置实施例的侧视图。 图4D代表图4C所示侧视图一部分的放大图。 图5代表所述调制器装置中的一个温度控制电路。 具体实施方式本发明的成像装置最好包括一个调制器晶体，用来将所述调制器 晶体加热到一个预定范围内温度的一个加热元件，以及一个或多个电 子部件，其中所述电子部件与所述调制器晶体和所述加热元件是热绝 缘的。热绝缘最好通过在所述电子部件和所述调制器晶体之间放置一 个或多个热绝缘元件来实现。热绝缘最好使得，用所述加热元件将所 述调制器晶体加热到一定温度范围内的温度基本不改变所述电子部件 的温度。 可以在本发明中采用的所述调制器晶体是能够作为一个TIR调 制器工作的任何调制器晶体，例如，如美国专利No 4,281,904和 4,554,561以及美国专利申请序列No 09/865,345所述。优选的，所述 调制器晶体是包括LiNbO3的一个晶体。特别优选的一个晶体组成是 具有大约5mol％MgO或大约7mol％Zn的LiNbO3。优选的，所述 调制器晶体的电光质量是时间无关的。 优选的，所述加热元件是一个基本平的加热片。可替换的，所述 加热元件是一个阻性涂层。所述阻性涂层最好是一个镍-铬涂层。 所述成像装置的所述加热元件被连接到用来从一个功率源给所 述加热元件提供功率的装置上。所述功率源可以包括一个温度控制装 置，它被用来将所述功率维持在对应了所述调制器晶体预定温度范围 的一个范围内。 本发明的其它方面以及它的多个实施例将从下面的详细描述以 及对附图的具体参考来变得清晰。 现在参考图1、2A和2B，它们示出了本发明所述成像装置的一 个第一实施例。如图1所示，电子部件14被电连接到板线16上，所 述电子部件14可以是用于成像装置技术领域中熟悉技术的人所清楚 的电子驱动器或芯片。每个板线16被利用电缆接合18连接到一个调 制器晶体12上。所述晶体12包括含有活性区域26的第一表面11。 这里所用的术语“活性区域”是指，当所述成像装置工作时激光束打在 上面的部分或区域。 所述晶体被作为一个TIR调制器而工作，这例如美国专利申请 序列No 09/865,345中所述。一个加热元件20(可以是一个基本平的 加热片)被置于所述晶体12下面，且包括对着所述晶体12的一个第 二表面13的一个第一表面21，如图2B所示，所述第二表面13基本 位于所述晶体12的所述表面11的反面。加热元件20的所述第一表面 21覆盖了所述晶体12的所述第二表面13的一部分，从而使得所述第 一表面的所述活性区域26具有一个均匀的温度。优选的，加热元件 20的所述第一表面21基本覆盖了所述晶体12的所述第二表面13。所 述第一表面21可以被附着到一个导热粘性元件，例如可以被附着到所 述晶体12的所述第二表面13的一个粘性带(未示于图1)。线32被 电连接到将所需功率提供给所述加热元件20的一个功率源(未示于图 1)。所述成像装置还可以包括一个支撑架24，它包括一个在图1、2A 和2B(这是图2A所示实施例的分解截面图)中以盘状示出的热绝缘 部件22。热绝缘部件22最好由玻璃或瓷构成，且包括与所述加热元 件20一个第二表面23相接触的一个第一表面25，如图2B所示，所 述第二表面23基本位于所述加热元件第一表面21的反面。从而，正 如从本发明同一实施例的图2A和2B中所示的侧视图能够看出的，所 述调制器晶体12、所述加热元件20、以及所述支撑架24就形成了一 个三明治结构。 现在参考图3A-3C，它们示出了本发明所述成像装置的一个第二 实施例。如图3A中的分解图所示，热绝缘部件62居于调制器晶体的 所述第一表面11上。电子部件60依次居于热绝缘部件62上，所述热 绝缘部件62将电子部件与调制器晶体12和加热元件64热绝缘。表面 11包括活性区域26，当所述成像装置工作时，所述激光束打在所述活 性区域26上。所述成像装置还可以包括被热连接到所述电子部件60 的一个冷却支撑架58上。优选的，所述冷却支撑架58是由铝构成的。 所述冷却支撑架58到所述电子部件60的热连接是通过将所述冷却支 撑架58粘性连接到一个或多个导热元件40’来实现的。如图3B所示， 所述一个或多个导热元件40’也与一个或多个电子部件60相接触，所 述一个或多个导热元件40’例如可以是粘性带。所述粘性带最好是从 3MTM提供的一种粘性材料构成的。所述成像装置还包括位于晶体12 下方的加热元件64。加热装置64包括一个第一表面65，它面对并且 覆盖了所述晶体12的所述第二表面13的一部分，从而使得所述第一 表面的所述活性区域26具有一个均匀的温度。优选的，第一表面65 面向且基本覆盖所述晶体12的第二表面13。所述表面65可以被附着 到一个导热粘性元件，例如一个可以被附着到所述晶体12第二表面 13的粘性带(未示于图3A-3C)。线路32被连接到提供加热所述加 热元件所需功率的一个功率源(未示出)上。所述功率被最小化，以 防止出现会影响所述电子部件性能的热冲击。由于所述晶体的低热惯 量，一个低的功率供给足够让所述晶体能够在一个相对短的时间段内 达到理想范围内的一个温度。对于LiNbO3晶体，优选的温度范围在 大约80℃与大约120℃之间。图3C是图3B的部分“A”的放大图。 如图3C所示，电线接合68可以被用来粘性接合电子部件60、热绝缘 部件62以及调制器晶体12。 现在参考图4A，它代表了本发明所述成像装置的一个第三实施 例。如图4A中的分解图所示，所述加热元件是一个在真空下沉积到 所述晶体12第二表面13(未示于图4A)上的镍-铬涂层28，这使用 了对本领域熟悉技术的人所熟知的，且在半导体工业中被广泛应用的 技术。表面13被示于图4B，该图代表了图4A的所述实施例的分解 侧视图。如图4A所示，需要用来加热涂层28的功率通过线路32’来 提供，所述线路32’接触了由一种导热材料构成的每个接触带30的第 一边。优选的，所述导热材料是金。与所述第一边相对的每个带30 的第二边接触了所述涂层28。图4B是本发明另一实施例的一个分解 侧视图。如图4B所示，晶体12包括一个第一表面11。表面11接触 了一个或多个热绝缘元件34中的每一个。图4C代表了图4A的所述 实施例的一个侧视图，以及对于图4D，它代表了图4C中部分“B”的 一个放大侧视图。如图4C和4D所示，所述一个或多个热绝缘元件 34接触了一个或多个电子部件36。所述电子部件36依次又接触了一 个或多个导热元件40。所述一个或多个导热元件40例如可以是一个 导热胶片，所述导热胶例如Polyscience A.G.提供的H20。所述一个或 多个导热元件40居于一个冷却支撑架38上。如图4C和4D所示，电 线接合50可以被用来将电子部件36、热绝缘部件34和所述调制器晶 体12粘性接合在一起。 所述晶体最好首先被加热到一个预定温度，然后在工作的过程中 维持在一个温度之内。优选的，用于图2-4所示实施例中任何一个的 温度控制是通过图5所示的来实现的。根据前述实施例中任何一个的 一个成像装置70包括具有一个第一表面11的一个调制器晶体12。一 个传感器72接触了所述调制器晶体的所述第一表面11，从而测量所 述调制器晶体的温度。线路73将传感器72连接到一个功率源，例如 对比传感器72所测温度与所述理想值的温度控制电路74。线路32将 温度控制电路74连接到加热元件(未示于图5)。温度控制电路74 包括调整电路56。调整电路56将从温度控制电路74提供到线路32 的功率维持在对应所述调制器晶体预定温度范围的一个范围内，从而 将所述调制器晶体温度维持在所述预定温度范围内。 应该理解，对这里所述优选实施例的多种改变和修改对本领域中 熟悉技术的人将是明显的。可以作出这样的改变和修改，而不偏离本 发明的精神和范围，且不减小它的附带优点。所以这些改变和修改是 要被覆盖在所附的权利要求之内的。 |
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