CN107405726A - 用于大区域修改的雷射系统及方法 - Google Patents

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穆罕默德·阿尔帕伊
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Abstract

本发明揭示一种雷射系统(112、1300)，该雷射系统藉由采用小射束产生器(1404)向小射束选择装置(2350)提供复数个小射束(1408)来修改物品(100)上的大区域，该小射束选择装置的操作与射束转向系统(1370)的移动同步，以可变地选择小射束(1408)的数目及空间布置，从而将光点区域(302)的可变图案传播至该物品(100)。

Description

用于大区域修改的雷射系统及方法
技术领域
本申请是关于用于修改物品上的大区域的雷射系统及方法，且尤其是关于经由小射束选择装置传播复数个小射束来可变地选择小射束的数目及空间布置以便利用可变图案的光点区域来处理物品的雷射系统及方法，该小射束选择装置的操作与射束转向系统的移动同步。
相关申请案的交互参照
本申请为2015年2月23日申请的美国临时专利申请案第62/119,617号的非临时申请案，该美国临时专利申请案的内容出于所有目的以全文引用方式并入本文中。
版权声明
2016 Electro Scientific Industries,Inc.本专利文件的揭示内容的一部分含有受版权保护的材料。版权所有者不反对任何人传真复制本专利文件或专利揭示内容，如其出现在专利商标局专利档案或记录中，但在其他方面保留所有版权权利。37 CFR§1.71(d)。
背景技术
出于商业目的、管制目的、美观目的或功能性目的，已经用资讯对诸如电子装置(例如，行动电话、可携式媒体播放器、个人数位助理、电脑、监视器等等)的消费产品做标记。例如，常常用序号、型号、版权资讯、文数字字元、标志、操作说明、装饰线、图案及类似物对电子装置做标记。标记的所期望的属性包括形状、颜色、光学密度以及可影响标记的外观的任何其他属性。
取决于例如物品本身的性质、标记的所要外观、标记的所要耐久性及类似物，可使用许多过程在产品或物品上产生标记。已开发出使用雷射在金属物品、聚合物品及类似物上产生可见标记的做标记过程。已理解，现有的做标记过程涉及：引导雷射脉冲射束，使该射束在光点区域处碰撞于物品上；以及在将要做标记的区域内光栅扫描该射束。因而，由现有的做标记过程形成的标记大体上由一系列相继形成的且重叠的扫描线组成，该些扫描线各自由一系列相继形成的且重叠的光点区域形成。一般地，已藉由增加脉冲重复率(例如，使得脉冲之间的时段在500ns至1μs的范围中)及扫描速度(例如，来维持所要咬合大小)，同时维持恒定的脉冲能量，来简单地增加此类做标记过程的产出量。然而，此产出量增强过程仅在某种程度上起作用，超过此程度，在做标记过程期间相继被引导的雷射脉冲在物品上的快速累积实际上会产生不合需要的缺陷(例如，裂纹、材料翘曲、经修改的晶体结构、坑等等)，该些缺陷可对物品造成物理或化学损坏或不合需要地改变物品的一或多个光学特性(或视觉外观)。相继被引导的雷射脉冲在物品上的此类快速累积亦可使最终形成的标记的外观降级。
增加产出量的一个原因是为了能够使用雷射来对大区域做标记，因为雷射做标记提供了化学或机械过程不可得到的能力。增加产出量来促进大区域做标记的其他方法已采用了并行使用多个雷射头。美国俄勒冈州波特兰市的Electro Scientific Industries,Inc.具有数个多雷射头系统。不幸的是，每一雷射头及相关联的控制组件给整个雷射系统增加了显著的成本。
因此，将需要增加雷射修改过程的产出量而不显著增加雷射系统成本，来达成此种产出量增加。
发明内容
提供此概述来以简化形式介绍在详细描述中进一步描述的概念选择。此概述不意欲识别所主张标的物的关键或本质发明概念，亦不意欲判定所主张标的物的范畴。
在一些实施例中，一种用于对物品的大区域进行雷射修改的方法，其包含：引导用于沿光学路径传播的雷射射束；经由小射束产生器传播雷射射束，来产生包括三个或三个以上小射束的多个不同小射束的小射束群组；采用小射束选择装置来将小射束群组分成第一小射束集合及第二小射束集合，其中第一小射束集合包括可变第一数目个小射束，并且其中小射束选择装置准许第一小射束集合沿光学路径传播且阻止第二小射束集合沿光学路径传播；以及协调小射束选择装置的操作与射束定位系统的操作，其中射束定位系统控制雷射射束的射束轴线相对于物品的相对运动及相对位置，并且其中小射束选择装置改变第一小射束集合中的小射束的可变第一数目，来与对射束轴线相对于物品的相对运动或相对位置做出的变化相协调，以利用可变光点集合碰撞物品，该些可变光点集合在物品上具有对应于第一数目个小射束的大量光点区域。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，用于对物品的大区域进行雷射做标记的方法包含：引导用于沿光学路径传播的雷射射束；经由绕射光学元件传播雷射射束，来产生包括三个或三个以上小射束的多个不同小射束的小射束群组；采用行动孔隙来将小射束群组分成第一小射束集合及第二小射束集合，其中第一小射束集合包括数个小射束，并且其中小射束选择装置准许第一小射束集合沿光学路径传播且阻止第二小射束集合沿光学路径传播；以及协调孔隙的操作与沿光学路径定位的电流计镜的操作，其中电流计镜影响雷射射束的射束轴线相对于物品的相对运动及相对位置，并且其中行动孔隙的移动改变第一小射束集合中的小射束的数目，来与对射束轴线相对于物品的相对运动或相对位置做出的变化相协调。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，一种用于促进对物品的大区域进行雷射修改的方法，该大区域具有带有预定修改边缘轮廓的所要修改边缘，其中该所要修改边缘具有带有局部边缘轮廓的所要局部边缘部分，该方法包含：沿光学路径同时传播雷射射束，该雷射射束包括多个不同雷射小射束的小射束形式，该些雷射小射束包括三个或三个以上雷射小射束，该雷射射束具有与物品相交的射束轴线，其中小射束形式对应于物品上的光点区域的光点集合，且每当准许相应雷射小射束传播至物品时，提供雷射小射束与光点区域的一一对应关系，其中光点集合具有光点集合边缘轮廓，该光点集合边缘轮廓不同于用于所要修改边缘的局部边缘轮廓；采用射束定位系统来在相对于物品上的所要位置的通过方向上引导射束轴线的雷射通过，其中该通过方向横向于所要修改边缘的所要局部边缘部分；在雷射通过期间的第一时间段期间采用小射束选择装置来阻挡第一数目个雷射小射束，以阻止第一数目个雷射小射束在第一时间段期间在小射束选择装置下游沿光学路径传播，且准许不受阻挡的雷射小射束在第一时间段期间在小射束选择装置下游沿光学路径传播；在雷射通过期间的第二时间段期间采用小射束选择装置来阻挡第二数目个雷射小射束，以阻止第二数目个雷射小射束在第二时间段期间在小射束选择装置下游沿光学路径传播，且准许不受阻挡的雷射小射束在第二时间段期间在小射束选择装置下游沿光学路径传播，其中第二数目不同于第一数目；在雷射通过期间的第三时间段期间采用小射束选择装置来阻挡第三数目个雷射小射束，以阻止第三数目个雷射小射束在第三时间段期间在小射束选择装置下游沿光学路径传播，且准许不受阻挡的雷射小射束在第三时间段期间在小射束选择装置下游沿光学路径传播，其中第三数目不同于第二数目，其中第一、第二及第三数目影响雷射射束的传播边缘轮廓，其中雷射射束的传播边缘轮廓影响由雷射射束做出的修改边缘；以及协调小射束选择装置的操作与射束定位系统的操作，以使得雷射射束的传播边缘轮廓不同于雷射射束的光点集合边缘轮廓，以使得雷射射束的传播边缘轮廓类似于所要修改边缘的所要局部边缘部分的局部边缘轮廓，因此雷射射束的传播边缘轮廓与大区域的所要修改边缘的所要局部边缘部分的位置同步。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，用于对物品进行大区域雷射修改的雷射系统包含：雷射，其可操作以用于产生用于沿光学路径传播的雷射射束；小射束产生器，其可操作以用于产生包括三个或三个以上小射束的多个不同小射束的小射束群组；小射束选择装置，其可操作以用于将小射束群组划分成第一小射束集合及第二小射束集合，其中第一小射束集合包括数个小射束，并且其中小射束选择装置可操作来准许第一小射束集合沿光学路径传播，且可操作来阻止第二小射束集合沿光学路径传播；射束定位系统，其可操作以用于使雷射射束的射束轴线相对于物品的相对运动改变射束轴线线相对于物品的位置；以及控制器，其可操作以用于控制射束轴线相对于物品的相对运动及相对位置，且可操作以用于使小射束选择装置改变第一集合中的小射束的数目，来与对射束轴线相对于物品的相对运动或相对位置做出的变化相协调。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，雷射标记包含：主区域，其具有主长度尺寸及主高度尺寸，且具有雷射光点集合的雷射拂掠行程(brush stroke)，该雷射光点集合包含复数个雷射光点，以提供光点集合长度尺寸、光点集合高度尺寸、光点集合区域及光点集合边缘，该光点集合边缘具有相对于光点集合长度尺寸或光点集合高度尺寸成一角度的斜率，该角度介于0度与180度之间；以及与主区域相邻的复数个毗连的次区域，其定义标记的标记边缘，其中标记边缘具有曲线轮廓，其中雷射拂掠行程自次区域至主区域是连续的，并且其中次区域中的拂掠行程中的一些包含拂掠行程区段，该些拂掠行程区段具有比雷射光点集合中少的雷射光点，来以高于光点集合长度尺寸或光点集合高度尺寸的拂掠行程解析度给所标记边缘提供曲线边缘轮廓。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，经由射束整形装置传播雷射射束以提供多个不同小射束，射束定位系统采用快速转向定位器，且小射束选择装置沿光学路径定位在射束整形装置与快速转向定位器之间的光学位置处。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，产生多个不同小射束的群组的小射束产生器在空间上是毗连的。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，小射束产生器同时产生多个不同小射束的群组。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，雷射射束及小射束呈现相同的波长。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，射束整形装置包含绕射光学元件，且快速转向定位器包含电流计镜。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，经由射束扩展器传播雷射射束，该射束扩展器沿光学路径定位于小射束选择装置上游。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，小射束选择装置沿光学路径定位于一对中继透镜之间。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，小射束选择装置包含基本机械装置。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，小射束选择装置包含行动孔隙。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，小射束选择装置包含MEMS。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，小射束选择装置包含光闸阵列。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，小射束选择装置的移动横向于光学路径。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，小射束选择装置的移动在垂直于光学路径的平面内。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，小射束选择装置具有足以准许传播两个或两个以上小射束的尺寸。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，小射束选择装置具有准许小射束传播的不相等的高度尺寸及长度尺寸。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，小射束选择装置的移动沿一方向横向于光学路径，该方向平行于准许传播小射束的高度尺寸及长度尺寸中的较长一者。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，小射束选择装置的重量小于或等于100g。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，小射束选择装置具有大于或等于10mm/s的回应速度。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，小射束选择装置具有介于约10kHz与约100kHz之间的频宽。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，小射束选择装置可由音圈来移动。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，小射束选择装置包含金属材料。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，小射束选择装置包含非矩形形状。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，光点集合具有带有非矩形形状的光点集合周边。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，光点集合具有带有平行四边形形状的光点集合周边。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，小射束群组包括四个或四个以上小射束。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，小射束群组包括十六个或十六个以上小射束。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，当准许小射束传播至物品时，小射束群组的小射束在该物品上产生相应光点区域，且光点区域的整个光点集合具有大于或等于10微米的群组长度尺寸或群组高度尺寸。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，当准许小射束传播至物品时，小射束群组的小射束在该物品上产生相应光点区域，且两个邻近光点区域之间的光点分离距离在3微米至3毫米的范围中。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，当准许小射束传播至物品时，小射束群组的小射束在该物品上产生相应光点区域，该光点区域具有主空间轴线，且两个邻近光点区域之间的光点分离距离大于主空间轴线，且小于主空间轴线的六倍大。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，当准许小射束传播至物品时，小射束群组的小射束在该物品上产生相应光点区域，且该些小射束彼此在30微秒内碰撞该物品。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，当准许小射束传播至物品时，小射束群组的小射束在该物品上产生相应光点区域，且该些小射束大体上同时碰撞该物品。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，小射束选择装置沿光学路径占据光学位置，其中最靠近的邻近小射束之间的间隔在0.1mm至10mm的范围中。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，小射束选择装置沿光学路径占据光学位置，且最靠近的邻近小射束之间的间隔在0.5mm至5mm的范围中。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，射束轴线与物品之间的相对运动在10mm/s至10m/s的范围中。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，射束轴线与物品之间的相对运动在75mm/s至500mm/s的范围中。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，小射束选择装置沿光学路径占据光学位置，当准许小射束传播至物品时，小射束群组的小射束在该物品上产生相应光点区域，且光点区域经由小射束选择装置以一光点可用速率变成该物品可利用的，该光点可用速率为在该光学位置处的小射束间隔及该物品与该射束轴线之间的相对运动速度的一函数。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，通过小射束选择装置的光点可用速率在200mm/s至20m/s的范围中。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，通过小射束选择装置的光点可用速率在500mm/s至10m/s的范围中。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，小射束选择装置沿光学路径占据光学位置，且小射束选择装置具有一速度，该速度为在光学位置处的小射束间隔及光点可用速率的函数，该些光点区域经由小射束选择装置以该光点可用速率变成该物品可利用的。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，小射束选择装置的速度为在光学位置处的小射束间隔除以光点可用速率的函数。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，小射束选择装置具有在100mm/s至10m/s的范围中的速度。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，小射束选择装置具有在500mm/s至2.5m/s的范围中的速度。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，小射束群组包括多列及多行小射束，光点集合具有带有与平行四边形的形状类似的形状的周边，相对运动包括射束轴线在跨物品的一部分的通过方向上的雷射通过，小射束选择装置在雷射通过期间的第一时间段期间阻挡多个小射束，小射束选择装置在第二时间段期间阻挡的小射束比在第一时间段期间少，且小射束选择装置在第二时间段期间阻挡的小射束比在第三时间段期间少。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，第一时间段先于第二时间段；第二时间段先于第三时间段；在第一时间段期间准许至少一第一小射束经由小射束选择装置传播；在第二时间段期间准许至少该第一小射束及一第二小射束经由小射束选择装置传播；在第三时间段期间准许至少该第一及第二小射束以及一第三小射束经由小射束选择装置传播；在雷射通过期间，第一、第二及第三小射束在该物品的该部分上或内形成相应第一、第二及第三平行线区段；第一、第二及第三小射束各自处于小射束群组的不同列及不同行中；第一、第二及第三平行线区段具有依序定址的相应第一、第二及第三起始点；并且第一、第二及第三起始点为共线的，且形成垂直于通过方向的后缘。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，第三时间段先于第二时间段；第二时间段先于第一时间段；在第一时间段期间准许至少一第一小射束经由小射束选择装置传播；在第二时间段期间准许至少该第一小射束及一第二小射束经由小射束选择装置传播；在第三时间段期间准许至少该第一及第二小射束以及一第三小射束经由小射束选择装置传播；在雷射通过期间，第一、第二及第三小射束在该物品的该部分上或内形成相应第一、第二及第三平行线区段；第一、第二及第三小射束各自处于该小射束群组的不同列及不同行中；第一、第二及第三平行线区段具有依序定址的相应第一、第二及第三终止点；并且第一、第二及第三终止点为共线的，且形成垂直于通过方向的前缘。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，第一时间段先于第二时间段，其中第二时间段先于第三时间段，其中在第一时间段期间准许至少一第一小射束经由小射束选择装置传播；其中在第二时间段期间准许至少该第一小射束及一第二小射束经由小射束选择装置传播；其中在该第三时间段期间准许至少该第一及第二小射束以及一第三小射束经由该小射束选择装置传播，其中在雷射通过期间，第一、第二及第三小射束在该物品的该部分上或内形成相应第一、第二及第三平行线区段，其中第一、第二及第三小射束各自处于该小射束群组的不同列及不同行中，并且第一、第二及第三平行线区段具有依序定址的相应第一、第二及第三起始点，并且其中第一、第二及第三起始点形成与通过方向成曲线的后缘。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，后缘相对于通过方向具有复合曲线轮廓。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，后缘相对于通过方向具有凹曲线轮廓。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，后缘相对于通过方向具有凸曲线轮廓。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，前缘相对于通过方向具有复合曲线轮廓。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，前缘相对于通过方向具有凹曲线轮廓。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，前缘相对于通过方向具有凸曲线轮廓。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，平行四边形相对于通过方向具有带有正斜率的边。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，平行四边形相对于通过方向具有带有负斜率的边。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，雷射修改包含雷射标记。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，小射束产生器包含绕射光学元件，小射束选择装置包含行动孔隙，射束定位系统包含电流计镜，以影响射束轴线相对于物品的相对运动及相对位置，行动孔隙的移动与电流计镜的移动相协调，且雷射修改包含雷射标记。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，雷射修改覆盖1mm2的最小区域。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，雷射修改具有100微米的最小尺寸。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，使用具有小于或等于约1μm的最大尺寸的光点区域，光点集合在物品的表面处具有10μm×10μm的最小区域。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，光点集合在物品的表面处具有10μm的最小尺寸。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，在物品的表面之下进行雷射修改，而不损坏物品的表面。
在一些替代实施例、额外实施例或累加实施例中，拂掠行程边缘解析度对人类肉眼不可见。
此等实施例的众多优点中的一者为：可修改光点区域群组的空间形状(包括群组的前缘及/或后缘)，来以高产出量提供可选择形状的高边缘解析度，该些形状包括标记的前缘及后缘的形状。
额外的态样及优点将自以下参考随附图式对示范性实施例的详细描述显而易见。
附图说明
图1示意性地例示将要根据雷射过程来修改的物品及经组配来执行雷射过程来修改该物品的设备的一般实施例。
图2例示能够使用关于图1所描述的设备来形成于物品上的示范性标记或其他修改的顶部平面视图。
图3至图6示意性地例示光点区域集合的一些实施例，该些光点区域集合可在雷射修改过程期间在雷射脉冲群组内的雷射脉冲碰撞于物品上时产生于物品上。
图7示意性地例示根据一些实施例的雷射修改过程，诸如做标记过程。
图8示意性地例示根据一些实施例的雷射修改过程，诸如做标记过程。
图9示意性地例示由于关于图7及图8所描述的雷射修改过程(诸如做标记过程)而产生的光点区域的示范性布置。
图10及图11示意性地例示由于根据其他实施例的做标记过程或其他修改过程而产生的光点区域的示范性布置。
图12示意性地例示根据一些实施例，在图2中所展示的标记或其他修改的一部分内，由于做标记过程或其他雷射修改过程而产生的光点区域的示范性布置。
图13为适合于对物品进行雷射修改的示范性雷射微机械加工系统的一些组件的简化及部分示意性透视图。
图14及图15示意性地例示图1及图13中所展示的雷射系统的不同实施例。
图16及图17示意性地例示图15中所展示的小射束产生器的不同实施例。
图18至图21示意性地例示根据再其他的实施例的雷射修改过程，诸如做标记过程。
图22示意性地例示光点区域集合的另一实施例，该光点区域集合可在雷射修改过程期间在雷射脉冲群组内的雷射脉冲碰撞于物品上时产生于物品上。
图22A1为藉由相对于物品来扫描类似于图22的光点集合的脉冲群组的五次反复而形成的示范性线集合的平面视图。
图22A2为藉由相对于物品扫描类似于图22的光点集合的脉冲群组的四十次反复而形成的示范性线集合的平面视图。
图22B为展示自图22A2中所展示的线集合偏移的第二线集合的平面视图。
图22C为展示自图22B中所展示的第二线集合偏移的第三线集合的平面视图。
图23示意性地例示光点区域集合的又一实施例，该光点区域集合可在雷射修改过程期间在雷射脉冲群组内的雷射脉冲碰撞于物品上时产生于物品上。
图23A1为藉由相对于物品扫描类似于图23的光点集合的脉冲群组的五次反复而形成的示范性线集合的平面视图。
图23A2为藉由相对于物品扫描类似于图23的光点集合的脉冲群组的四十次反复而形成的示范性线集合的平面视图。
图23B为展示自图23A2中所展示的线集合偏移的第二线集合的平面视图。
图23C为展示自图23B中所展示的第二线集合偏移的第三线集合的平面视图。
图24为使用雷射脉冲群组来碰撞于物品上而形成于物品上的示范性修改的平面视图，该修改具有光点区域的光点集合，其布置类似于图22中所描绘的布置。
图25为利用小于光点集合区域的光点区域解析度做出大修改的雷射系统的示意图，该雷射系统具有定位可变的射束阻挡器。
图26为利用小于光点集合区域的光点区域解析度做出大修改的雷射系统的示意图，该雷射系统具有与射束定位器控制相协调的行动孔隙。
图27为行动孔隙相对于小射束群组及对应光点集合的示范性移动的图示，该移动用以产生大体上垂直于雷射射束轴线的通过方向的示范性后缘轮廓。
图27A1至图27A4为展示示范性线集合的示范性进展的平面视图，该线集合藉由相对于物品来扫描类似于图23的光点集合的小射束脉冲群组的五次反复集合而形成，其中形成图23的光点集合的某些小射束被行动孔隙阻挡。
图27B为展示自图27A4中所展示的线集合偏移的第二线集合的平面视图。
图27C为展示自图27B中所展示的第二线集合偏移的第三线集合的平面视图。
图28为行动孔隙相对于小射束群组及对应光点集合的示范性移动的另一图示，该移动用以产生大体上垂直于雷射射束轴线的通过方向的示范性前缘轮廓。
图28A1至图28A4为展示示范性线集合的示范性进展的平面视图，该线集合藉由相对于物品来扫描类似于图23的光点集合的小射束脉冲群组的五次反复集合而形成，其中形成图23的光点集合的某些小射束被行动孔隙阻挡。
图28B为展示自图28A4中所展示的线集合偏移的第二线集合的平面视图。
图28C为展示自图28B中所展示的第二线集合偏移的第三线集合的平面视图。
图29A及图29B展示分别具有四列及十六列的示范性光点集合之间的比较性相对高度位移。
图30A及图30B展示藉由分别具有四列及十六列的示范性光点集合沿所要弯曲周边所做出的比较性标记。
图31展示当采用具有大量列的光点集合时，增强的时序协调可如何促进更好的周边解析度的实例。
图32展示藉由具有16列的示范性光点集合分别使用简单的时序协调及增强的时序协调沿所要对角周边所做出的比较性标记。
图33为利用小于光点集合区域的光点区域解析度做出大修改的雷射系统的示意图，该雷射系统具有与射束定位器控制相协调的多个行动孔隙。
具体实施方式
以下参考随附图式描述示例性实施例。许多不同形式及实施例在不背离本揭示案的精神及教示的情况下是可能的，且因此本揭示案不应被视为限于本文所阐明的示例性实施例。实情为，提供此等示例性实施例以使得本揭示案将透彻且完整，且将向本领域的技术人员传达本揭示案的范畴。在图式中，为清晰起见，组件的大小及相对大小可能是不按比例的及/或放大的。本文所使用的术语仅出于描述特定示例性实施例的目的且不意欲是限制性的。如本文所使用，除非上下文另外明确指示，否则单数形式“一(a,an)”及“该(the)”意欲亦包括复数形式。应进一步理解，术语“包含(comprises及/或comprising)”在本说明书中使用时指定所述特征、整数、步骤、操作、元件及/或组件的存在，而并不排除一或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件及/或其群组的存在或添加。除非另外指出，否则值的范围在被陈述时包括该范围的上限及下限以及上限与下限之间的任何子范围。
雷射修改包括以下各项中的一或多者：雷射做标记、划线、切割、切片、钻孔及切单粒。为简单起见，本文仅以实例方式将雷射修改呈现为雷射做标记。雷射做标记包括表面做标记或内部(表面下)做标记。
参看图1，诸如物品100的物品包括基板102及膜或层104。基板102及/或层104可为可回应于雷射辐射的碰撞而改变的任何材料。为简单起见，基板102可由诸如金属或金属合金的材料形成。例如，基板102可由诸如铝、钛、锌、镁、铌、钽或类似物的金属形成，或由包含铝、钛、锌、镁、铌、钽或类似物中的一或多者的合金形成。
为简单起见，层104可为诸如金属氧化物的材料。在一个实施例中，层104包括基板102内的一或多种金属的氧化物，但可包括未在基板102中发现的金属的氧化物。层104可由任何适合的过程形成。例如，层104可由物理气相沈积制程、化学气相沈积制程、阳极化制程(例如，涉及曝露于铬酸、硫酸、草酸、磺柳酸、磷酸、硼酸盐或酒石酸浴或类似物，曝露于电浆或类似物或其组合)或类似物或其组合形成。一般而言，层104的厚度可为约50μm或更小。在一个实施例中，层104用来保护基板102的表面(例如，表面106)免受磨损、氧化或其他腐蚀。因而，层104在本文中亦可称为“钝化层”或“钝化膜”。
在所例示的实施例中，层104邻接(亦即，直接接触)基板102。然而，在其他实施例中，层104可与基板102相邻，但不接触基板102。例如，介入层(例如，具有与层104不同的组成、与层104不同的结构等等的天然氧化层)可定位于基板102与层104之间。虽然已将物品100描述为包括金属基板102，但替代性基板材料包括陶瓷、玻璃及塑胶或其组合。示范性基板材料可为结晶的或非结晶的。示范性基板材料可为天然的或合成的。例如，雷射微机械加工系统可在半导体晶圆材料(诸如氧化铝或蓝宝石)上或内做出适当大小的雷射修改(诸如标记)。雷射微机械加工系统亦可在玻璃、强化玻璃及玻璃上或内做出适当大小的雷射修改(诸如标记)。雷射微机械加工系统亦可在聚碳酸酯、丙烯酸或其他聚合物上或内做出适当大小的雷射修改(诸如标记)。示范性聚合物基板材料可包括但不限于：高密度聚乙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯、热塑性弹性体或类似物。此外，虽然已将物品100例示为包括层104，但应了解，可省略层104。在一些实施例中，可如美国专利第8,379,679号(Haibin Zhang等人)、第8,389,895号(RobertReichenbach等人)、第8,604,380号(Jeffrey Howerton等人)、第8,379,678号(HaibinZhang等人)或第9,023,461号(James Brookhyser等人)或美国专利申请公开案第2014-0015170号(Robert Reichenbach等人)中示范性地描述来提供物品100，该些专利中的每一者的内容以引用方式并入本文中。
如以上所描述来构造的物品100可提供为用于诸如以下装置的外壳的至少一部分：个人电脑、膝上型电脑、平板电脑、个人数位助理、可携式媒体播放器、电视、电脑监视器、电话、行动电话、电子书、遥控器、指向装置(例如，电脑滑鼠)、游戏控制器、恒温器、洗碗机、冰箱、微波炉或类似装置，或可提供为任何其他装置或产品的按钮，或可提供为记号或识别证或类似物。如以上所描述来构造的物品100包括具有一或多个光学特性(诸如视觉外观)的表面(例如，层104的第一表面108)。因而，物品100在表面108处的光学特性或视觉外观可表征为以下各项之间的相互作用的结果：基板102的特性(例如，包括材料组成、分子几何结构、晶体结构、电子结构、微结构、奈米结构、表面106的纹理，或类似特性或其组合)；层104的特性(例如，材料组成、厚度、分子几何结构、晶体结构、电子结构、微结构、奈米结构、第一表面108的纹理、与第一表面108相对的第二表面110的纹理，或类似特性或其组合)；介于表面106与表面110之间的界面的特性；基板102及/或层104在该界面处或靠近该界面处的特性，或类似特性或其组合。
根据一些实施例，可修改物品100的一部分的光学特性或视觉外观(本文中亦称为一或多个“初步光学特性”或“初步视觉外观”)来在物品100上形成诸如标记(例如，如图2中所展示的标记200)的特征，该特征具有不同于初步光学特性或初步视觉外观的一或多个经修改的光学特性或经修改的视觉外观，且在物品100的表面108处可能为可见的。(可互换地使用“(数个)光学特性”及“视觉外观”，但应注意，光学特性不需要产生人类肉眼可见的雷射标记或雷射特征。)标记200可形成于物品100的表面108处，形成于物品100的表面108下方(例如，介于表面108与表面110之间、在介于表面110与表面106之间的界面处、在表面106下方，或类似位置或其组合)，或其组合。标记200可包括边缘202，该边缘大体描绘经修改的光学特性与初步光学特性(或经修改的视觉外观与初步视觉外观)在物品100上相遇时的位置。虽然以单个特定形式来例示标记200，但应了解，标记200可具有任何形状，且可提供一个以上的标记。在一些实例中，标记200可为文字标记、图形标记或类似标记或其组合，且可传达诸如以下各项的资讯：产品的名称、产品制造商的名称、商标、版权资讯、设计地点、组装地点、型号、序号、执照号、机构认证、标准符合性资讯、电子码、标志、凭证标记、广告、使用者可定制特征，或类似资讯或其组合。
在一个实施例中，可使用CIE 1976L*a*b*(亦称为CIELAB)来描述初步视觉外观及经修改的视觉外观两者，CIE 1976L*a*b*为国际照明委员会(法国国际照明委员会)所规定的颜色空间标准。CIELAB描述人眼可见的颜色且被创建来充当将要用作参考的非相依于装置的模型。CIELAB标准的三个坐标表示：1)颜色的明度因数量值(L*＝0得出最终黑色且L*＝100指示扩散的最终白色，2)其介于红色/品红与绿色之间的位置(a*，负值指示绿色，而正值指示品红)，以及3)其介于黄色与蓝色之间的位置(b*，负值指示蓝色，且正值指示黄色)。可使用分光光度计来以对应于CIELAB标准的格式进行量测，该分光光度计诸如所售的XTH分光光度计。类似的分光光度计可自X-RiteTM获得。
在一个实施例中，标记200的经修改的视觉外观可比物品100的初步视觉外观暗。例如，物品100可具有明度因数量值L*为约80的初步视觉外观，且标记200可具有所要明度因数量值L*的值小于37、小于36或小于35或小于34(或至少大体上等于34)的经修改的视觉外观。在另一示例性实施例中，物品100可具有明度因数量值L*为约25的初步视觉外观，且标记200可具有所要明度因数量值L*的值小于20或小于15(或至少大体上等于15)的经修改的视觉外观。然而，应了解，取决于物品100的特性及用来形成标记200的特定过程，标记200可具有任何L*值、a*值以及b*值。另外，标记200的经修改的视觉外观跨标记200的区域可为至少大体上均匀的，或可改变(例如，就L*值、a*值及b*值中的一或多者而言)。
此外，在一些实施例中，标记200的经修改的视觉外观可在L*值、a*值及b*值中的任一者方面改变小于10％。在一些实施例中，标记200的经修改的视觉外观可在L*值、a*值及b*值中的任一者方面改变小于5％。在一些实施例中，标记200的经修改的视觉外观可在L*值、a*值及b*值中的任一者方面改变小于1％。
在一些实施例中，标记200的经修改的视觉外观可在L*值、a*值及b*值中的任两者方面改变小于10％。在一些实施例中，标记200的经修改的视觉外观可在L*值、a*值及b*值中的任两者方面改变小于5％。在一些实施例中，标记200的经修改的视觉外观可在L*值、a*值及b*值中的任两者方面改变小于1％。
在一些实施例中，标记200的经修改的视觉外观可在L*值、a*值及b*值中的所有三者方面改变小于10％。在一些实施例中，标记200的经修改的视觉外观可在L*值、a*值及b*值中的所有三者方面改变小于5％。在一些实施例中，标记200的经修改的视觉外观可在L*值、a*值及b*值中的所有三者方面改变小于1％。
一般而言，标记200可由包括以下操作的过程形成：将雷射光脉冲(本文中亦称为“雷射脉冲”)群组依序引导至物品100上，其中该些群组内的雷射脉冲经组配来在物品100上产生可见标记(例如，标记200)。如图1中示范性地展示，用于执行本文中所描述的雷射修改过程(诸如雷射做标记过程)的设备可包括雷射系统112，该雷射系统112经组配来产生雷射脉冲且沿箭头114所指示的方向朝向物品100引导该些雷射脉冲。在一个实施例中，雷射系统112视情况包括物品支撑件116(诸如载物台或卡盘116)，该物品支撑件116经组配来在雷射修改过程期间支撑物品100。在另一实施例中，该设备可进一步包括一或多个马达、致动器或类似物或其组合(未展示)，其耦接至物品支撑件116来在雷射修改过程(诸如雷射做标记过程)期间相对于雷射系统112的射束轴线1372(图13)移动(例如，旋转或线性平移)物品100。
虽然未例示，但雷射系统112可包括：一或多个雷射源，其经组配来产生雷射脉冲；射束修改系统，其可操作来修改(例如，整形、扩展、聚焦或类似者或其组合)雷射脉冲；射束转向系统(例如，一或多个电流计镜、快速转向镜、声光偏转器或类似物或其组合)，其可操作来沿物品100上或物品100内的路线(诸如相对射束行进路径)扫描雷射脉冲；或类似物或其组合。由雷射系统112产生的雷射脉冲可为高斯脉冲，或设备可视情况包括射束整形光学元件，其经组配来按需要对雷射脉冲再整形。
可选择雷射脉冲的特性(例如，脉冲波长、脉冲持续时间、平均功率、峰值功率、光点通量、扫描速率、脉冲重复率、光点形状、光点直径或类似特性或其组合)来形成具有所要外观的标记200。例如，脉冲波长可在电磁波谱的紫外线范围、可见范围或红外线范围中(例如，在238nm至10.6μm的范围中，诸如343nm、355nm、532nm、1030nm、1064nm或类似波长)，脉冲持续时间(例如，基于半高宽(FWHM))可在0.1皮秒(ps)至1000奈秒(ns)的范围中(例如，在一个实施例中，在0.5ps至10ns的范围中，且在另一实施例中，在5ps至10ns的范围中)，雷射脉冲的平均功率可在0.05W至400W的范围中，扫描速率可在10mm/s至1000mm/s的范围中，脉冲重复率可在10kHz至1MHz的范围中，且光点直径(例如，如根据1/e2方法所量测)可在3μm至1mm的范围中(例如，在5μm至350μm的范围中，在10μm至100μm的范围中或类似者)。应了解，取决于例如形成基板102的材料、形成层104的材料、标记200的所要外观、雷射系统112的特定组态(例如，其可包括具有一或多个调变元件的小射束产生器1401(图15)，如以下更详细地论述)或类似物或其组合，在以上所论述的范围内或范围外，可以任何方式改变上述雷射脉冲特性中的任一者。在一些实施例中，并且取决于诸如将要标记的物品100、标记200的所要外观等等的因素，引导至物品100上的雷射脉冲可具有如美国专利第8,379,679号、第8,389,895号、第8,604,380号、第8,451,871号、第8,379,678号或第9,023,461号或美国专利申请公开案第2014-0015170号中的任一者中示范性地描述的雷射脉冲特性，该些专利中的每一者的内容以引用方式并入本文中。
如以上所提及，标记200可由包括以下操作的过程形成：将雷射脉冲群组依序引导至物品100上，以使得每一经引导的雷射脉冲在对应光点区域处碰撞于物品100上。一般而言，选择上述雷射脉冲特性，以使得以所要方式修改或更改物品100的接近该光点区域的部分的至少一个特性(例如，化学组成、分子几何结构、晶体结构、电子结构、微结构、奈米结构或类似特性或其组合)。由于此修改，物品100在对应于光点区域位置的位置处的初步视觉外观亦得以修改。因而，在将多个雷射脉冲群组引导至物品100上之后，可修改物品100的视觉外观来形成标记200。
参看图3，一雷射脉冲群组可包括两个(或两个以上)雷射脉冲，该些雷射脉冲碰撞于物品100上，来在物品100上产生诸如光点集合300的光点区域集合(本文中亦称为“光点集合”)。第一光点区域302a及第二光点区域302b中的每一者具有1/e2光点直径(本文中亦称为“光点宽度”或“主空间轴线”)d，该光点直径沿穿过光点区域302a及302b的中心的共同的线或轴线(本文中亦称为“光点至光点轴线”)来量测的。另外，第二光点区域302b与第一光点区域302a(在光点区域302a及302b的最接近的光点边缘之间)由光点分离距离a1间隔开。在一些实施例中，a1>d。光点集合300内的光点区域302a与302b之间的中心至中心距离可称为“光点分离间距”a2。虽然图3将光点集合300内的光点区域例示为圆形，但应了解，光点集合内的任何光点区域可具有任何其他形状(例如椭圆、三角形等等)。
据信，标记外观中与习知的产出量增强过程相关联的上述缺陷及降级至少部分为由两个或两个以上雷射脉冲的快速累积在物品内所产生的高热负荷的结果，该些雷射脉冲被相继引导至物品100上的重叠的或相对而言为空间上封闭的光点区域上。然而，本申请不专用于或束缚于此理论或任何其他特定理论。
根据一些实施例，可选择光点集合(诸如光点集合300)中的邻近或相邻光点区域之间的光点分离距离a1的量值，来确保有效地防止物品100内由于雷射脉冲在一个光点区域(例如光点区域302a)处碰撞物品100而产生的热量转移至物品100的形成有另一光点区域(例如光点区域302b)的区。因此，可选择光点集合中的光点区域302之间的光点分离距离a1，来确保在形成光点集合的过程期间，在光点集合内的光点区域处的物品100的不同部分的热至少大体上彼此独立。藉由确保光点区域302在物品100上定位于相对而言为空间上彼此远隔的位置处，根据一些实施例的做标记过程可适于比习知的做标记过程更快地形成具有合乎需要的外观的标记，同时亦克服与高热负荷相关联的上述限制，该些高热负荷可不合需要地损坏物品100(例如藉由在层104内产生裂纹，藉由引起层104与基板102的至少部分剥离，或类似者或其组合)，或可不合需要地改变物品100的视觉外观，或类似者或其组合。此外，诸如沟槽切割的其他雷射修改过程可类似地受益。
应了解，光点分离距离a1的量值可取决于一或多个因素，该些因素诸如与每一光点区域相关联的雷射脉冲的通量、物品100的一或多个部分的热导率、物品100上的每一光点区域的大小及形状，或类似因素或其组合。例如，在物品100为阳极化金属物品(例如，具有由铝或铝合金形成的基板102及由阳极氧化铝形成的层104)的实施例中，光点区域302a与302b之间的光点分离距离a1可在3μm至3mm的范围中(例如，约5μm、约10μm或类似者，或在150μm至3mm的范围中、在200μm至3mm的范围中、在300μm至3mm的范围中、在400μm至3mm的范围中、在500μm至3mm的范围中或类似者)。在一些实施例中，光点分离距离a1可大于光点直径d，但小于光点直径d的六倍(亦即，6d>a1>d)。在其他实施例中，光点分离距离a1可小于光点直径d，或大于光点直径d的六倍(亦即，a1>3d，或a1<d)。
在一个实施例中，产生光点区域302a的雷射脉冲可与产生光点区域302b的雷射脉冲在同一时间(同时)碰撞于物品100上。然而，在其他实施例中，产生光点区域302a的雷射脉冲可在产生光点区域302b的雷射脉冲之前或之后碰撞于物品100上。在此类实施例中，光点区域302a的产生与光点区域302b的产生之间的时段可在0.1μs至30μs的范围中(例如，在一个实施例中，在1μs至25μs的范围中；在另一实施例中，在2μs至20μs的范围中，且在另一实施例中，在0.1μs至1μs的范围中)。取决于诸如雷射系统112的组态、光点分离距离a1及类似因素的因素，光点区域302a的产生与光点区域302b的产生之间的时段可小于0.1μs或大于30μs。
用于传递光点区域302a及302b的雷射脉冲可藉由单独的雷射(及雷射头)产生，且沿单独的光学路径及单独的光学组件传递，或用于传递光点区域302a及302b的雷射脉冲可藉由单独的雷射产生，且沿共用一或多个共同的光学路径区段及/或一或多个光学路径组件的光学路径传递。作为另一选择，用于传递光点区域302a及302b的雷射脉冲可藉由同一雷射产生，且射束可分裂或绕射成如随后更详细描述的同时的或依序的不同小射束。
再次参看图3，光点集合300可占据群组或图案高度h3及群组或图案长度L3。群组高度为光点区域302a及302b所产生的累加高度。群组长度为光点集合300所达到或行进的总距离，该距离包括光点区域302a与302b之间的空间。在图3中所描绘的实例中，h3约等于d；且L3约等于a1+2(d)。
虽然图3例示包括两个光点区域(亦即，第一光点区域302a及第二光点区域302b)的光点集合300，但应了解，一雷射脉冲群组可包括两个以上雷射脉冲(例如10个或10个以上雷射脉冲)，该些雷射脉冲碰撞于物品100上来产生具有两个以上光点区域(例如10个或10个以上光点区域)的集合，该些光点区域相对于彼此在空间上布置来形成光点区域的有益的另外适合的图案。例如，一雷射脉冲群组可包括三个(或三个以上)雷射脉冲，该些雷射脉冲碰撞物品100来产生诸如光点集合400的光点集合，光点集合400具有如图4中所展示的空间上布置成线性图案的第一光点区域302a、第二光点区域302b及第三光点区域302c。光点集合400可占据群组或图案高度h4及群组或图案长度L4。群组高度为光点区域302a、302b及302c所产生的累加高度。群组长度为光点集合400所达到或行进的总距离，该距离包括光点区域302a、302b与302c之间的空间。在图4中所描绘的实例中，h4约等于d；且L4约等于2(a1)+2(d)。
在另一实例中，一雷射脉冲群组可包括三个(或三个以上)雷射脉冲(或小射束)，该些雷射脉冲碰撞物品100来产生诸如光点集合500的光点集合，光点集合500具有如图5中所展示的空间上布置成三角形图案的第一光点区域302a、第二光点区域302b以及第三光点区域302d。(如随后所解释，光点区域的图案可藉由替代性小射束群组组态创建，且该替代性小射束群组组态不同于创建图4中所呈现的光点集合图案所采用的组态。)光点集合500可占据群组或图案高度h5及群组或图案长度L5。群组高度为光点区域302a、302b及302d所产生的累加高度。群组长度为光点集合500所达到或行进的总距离，该距离包括光点区域302a与302b之间的空间。
在又一实例中，一雷射脉冲群组可包括四个雷射脉冲，该些雷射脉冲碰撞物品100来产生诸如光点集合600的光点集合，光点集合600具有如图6中所展示的空间上布置成正方形或矩形图案的第一光点区域302a、第二光点区域302b、第三光点区域302e及第四光点区域302f。光点集合600可占据群组或图案高度h6及群组或图案长度L6。群组高度为光点区域302a、302b、302e与302f所产生的累加高度。群组长度为光点集合600所达到或行进的总距离，该距离包括光点区域302a与302b(或302e与302f)之间的空间。
在光点集合内，一对邻近或相邻光点区域之间(例如，如图4中所展示的光点区域302b与302c之间，如图5中所展示的光点区域302b与302d之间，或如图6中所展示的光点区域302b与302f之间)的分离距离可与任何另一对邻近或相邻光点区域之间(例如，如图4中所展示的光点区域302a与302c之间，如图5中所展示的光点区域302a与302d之间，或如图6中所展示的光点区域302e与302f之间)的分离距离相同或不同。亦应了解，在图4至图6中，光点区域302b相对于302a的相对置放不需要与关于图3并且关于额外光点区域302所展示或描述的相对置放相同。
如以上所提及，标记200可由包括将雷射脉冲群组依序引导至物品100上的过程形成。例如，且参看图7，在将第一雷射脉冲群组引导至物品100上来产生第一光点集合(例如，上述光点集合300)之后，可致动雷射系统112且/或可移动物品支撑件116，以使得将额外雷射脉冲群组依序引导至物品100上，来产生沿箭头700所指示的通过或扫描方向(本文中亦称为“扫描方向”)彼此偏移的额外光点集合。例如，将第二雷射脉冲群组引导至物品100上来产生第二光点集合702(例如，该第二光点集合包括光点区域302g及302h)。此后，将第三雷射脉冲群组引导至物品100上来产生第三光点集合704(例如，该第三光点集合包括光点区域302i及302j)。随后且依序将第四雷射脉冲群组及第五雷射脉冲引导至物品100上来产生第四光点集合706(例如，该第四光点集合包括光点区域302k及302l)及第五光点集合708(例如，该第五光点集合包括光点区域302m及302n)。
在所例示的实施例中，一个光点集合中的光点区域的空间布置与每个其他光点集合中的光点区域的空间布置相同。然而，在其他实施例中，一个光点集合中的光点区域的空间布置可与任何其他光点集合中的光点区域的空间布置不同。此外，一个雷射脉冲群组内的雷射脉冲的雷射脉冲特性可与另一雷射脉冲群组内的雷射脉冲的雷射脉冲特性相同或不同。虽然将扫描方向700例示为垂直于光点集合300、702、704、706及708中的每一者的光点至光点轴线，但应了解，扫描方向700可沿相对于该些光点集合中的任一者或所有光点集合的光点至光点轴线倾斜(或平行于该光点至光点轴线)的方向延伸。因此，线集合(例如，线集合710)内的扫描线(例如，扫描线710a及710b)可由线分离距离a3分开，该线分离距离可小于或等于光点分离距离a1。在线集合710内，一个扫描线710a中的光点区域(例如，光点区域302g)与另一扫描线710b中的对应光点区域(例如，光点区域302h)之间的中心至中心距离可称为“线集合间距”a4。
可按需要继续且重复沿扫描方向700依序引导雷射脉冲群组的过程，来在物品100上形成扫描线集合710(亦称为“线集合”)(例如，该扫描线集合包括扫描线710a及710b)。为论述目的，形成一个线集合的过程将称为“扫描过程”(该“扫描过程”可指示在射束轴线1372(图13)与物品100之间的相对运动的单次通过(single pass))，且扫描线内的光点区域沿扫描方向700相对于彼此对准。(应注意，为方便起见，术语“射束轴线”可用来一般及/或共同代表个别小射束的所有射束轴线，并且用来表示任何特定小射束的射束轴线。)一般而言，可将不同雷射脉冲群组内的雷射脉冲引导至物品100上，以使得所得的扫描线由彼此重叠的光点区域形成。相邻光点区域重叠的程度(亦即，“咬合大小”或“扫描间距”)可定义为扫描线中的重叠的光点区域之间的中心至中心距离，该距离是沿扫描方向700量测的。咬合大小沿扫描方向700可为恒定的，或可变化。
可选择雷射脉冲特性(例如，脉冲重复率、扫描速率，或类似特性或其组合)，以使得同一扫描线内的相继在空间上形成的(或重叠的)光点区域的产生之间的时段大于同一光点集合内的相邻或邻近光点区域的产生之间的上述时间段。例如，可同时或几乎同时施加形成光点集合的小射束，且依序施加光点集合(且不需要以某种顺序施加光点集合以使其在空间上为相继的)。藉由确保同一扫描线内所产生的光点区域相对而言是时间上彼此远隔的，根据一些实施例的做标记过程可适于以比由现有的做标记过程做出的标记更快的速率来形成具有所期望外观的标记，同时亦克服与高热负荷相关联的上述限制，该些高热负荷可能会不合需要地损坏物品100(例如藉由在层104内产生裂纹，藉由引起层104与基板102的至少部分剥离，或类似者或其组合)，或可能会不合需要地改变物品100的视觉外观，或类似者或其组合。
参看图8，在形成第一线集合(例如，上述线集合710)之后，可致动雷射系统112且/或可移动物品支撑件116，以使得可形成额外线集合，来产生沿箭头800所指示的方向(本文中亦称为“填充方向”)自先前形成的扫描线偏移的额外扫描线。如示范性地展示，可重复关于图7所描述的上述扫描过程来形成诸如线集合802的第二线集合，该线集合802包括扫描线802a及802b。一般而言，可将不同雷射脉冲群组内的雷射脉冲引导至物品100上，以使得第二线集合802中的所得扫描线(例如，扫描线802a)与第一线集合710中的对应扫描线(例如，扫描线710a)重叠。相邻扫描线重叠的程度(亦即，“线间距”)可定义为相邻扫描线中的邻近或相邻光点区域之间的中心至中心距离a5，该距离是沿填充方向800量测的。
在一个实施例中，线间距可为线集合间距a4的整数分之一。一对相邻扫描线之间的线间距沿扫描方向700可为恒定的，或可变化。此外，多对相邻扫描线之间的线间距沿填充方向800可为恒定的，或可变化。在所例示的实施例中，形成第二线集合802的扫描线802a及802b的光点集合与形成第一线集合710的扫描线710a及710b的光点集合相同。然而，在其他实施例中，形成第二线集合802的扫描线802a及802b的光点集合可与形成第一线集合710的扫描线710a及710b的光点集合不同。此外，可选择与形成第二线集合802相关联的第二扫描过程的特性(例如，脉冲重复率、扫描速率、线间距、咬合大小，或类似特性或其组合)，以使得第二线集合802中的光点区域(例如，光点区域804)的产生与第一线集合710a中的对应光点区域(例如，光点区域302k)的产生之间的时间段大于同一光点集合内的相邻或邻近光点区域的产生之间的上述时间段。藉由确保邻近或相邻扫描线(例如，扫描线710a及802a)内所产生的对应光点区域相对而言为时间上彼此远隔的，根据本揭示案的实施例的做标记过程可适于比习知的做标记过程更快地形成具有合乎需要的外观的标记，同时亦克服与高热负荷相关联的上述限制，该些高热负荷可能会不合需要地损坏物品100(例如，藉由在层104内产生裂纹，藉由引起层104与基板102的至少部分剥离，或类似者或其组合)，或可能会不合需要地改变物品100的视觉外观，或类似者或其组合。
参看图9，且在形成第二线集合802之后，可致动雷射系统112且/或可移动物品支撑件116，以使得可执行额外扫描过程来产生额外线集合。如示范性地展示，可重复上述过程来形成第三线集合900(例如，该第三线集合包括扫描线900a及900b)及第四线集合902(例如，该第四线集合包括扫描线902a及902b)。在一个实施例中，第三线集合900可在第四线集合902之前形成。然而，在另一实施例中，第四线集合902可在第三线集合900之前形成。在形成如以上示范性地论述的扫描线之后，产生合成扫描线904，该合成扫描线包括来自第一线集合710、第二线集合802、第三线集合900及第四线集合902的扫描线。此外，线集合(例如，第一线集合710)的扫描线(例如，扫描线710a及710b)之间的空间由所要数目条偏移的扫描线(例如，三条扫描线)占据，以形成扫描线区。
在上文关于图7至图9示范性地论述的做标记过程的实施例中，引导雷射脉冲以使其碰撞于物品100上来产生合成扫描线，在该合成扫描线中，同一扫描线内的光点区域彼此重叠，且相邻扫描线的光点区域亦彼此重叠。然而，在其他实施例中，引导雷射脉冲以使其碰撞于物品100上来产生合成扫描线，在该合成扫描线中，同一扫描线内的光点区域彼此不重叠，邻近或相邻扫描线的光点区域彼此不重叠，或其组合。
例如，且参看图10，合成扫描线1000可由包括如以上示范性地描述来执行的两个扫描过程的做标记过程形成。然而，在所例示的实施例中，可选择每一扫描过程中的雷射脉冲特性来形成线集合1002(例如，包括扫描线1002a及1002b)及线集合1004(例如，包括扫描线1004a及1004b)，在该些线集合中，同一扫描线内的光点区域彼此不重叠，且不同扫描线内的光点区域彼此不重叠。如所例示，同一扫描线内的邻近或相邻光点区域之间的上述扫描间距(此处标识为p1)大于光点区域的上述光点宽度d。然而，在其他实施例中，扫描间距p1可等于光点宽度d。邻近或相邻扫描线中的光点区域之间的上述线间距(此处标识为p2)大于光点区域的上述光点宽度d。然而，在其他实施例中，线间距p2可等于光点宽度d。在所例示的实施例中，扫描间距p1沿扫描方向700为恒定的且等于线间距p2，该线间距p2沿填充方向800为恒定的。此外，线集合1002及1004内的光点区域相对于彼此对准，以使得四个光点区域可与同一光点区域(例如，光点区域1006)等距地间隔开。然而，在其他实施例中，扫描间距p1可沿扫描方向700变化，线间距p2可沿填充方向800变化，或其组合。在再其他的实施例中，扫描间距p1可大于或小于线间距p2。
在另一实例中，且参看图11，合成扫描线1100可由包括如以上示范性地描述来执行的两个扫描过程的做标记过程形成。然而，在所例示的实施例中，可选择每一扫描过程中的雷射脉冲特性来形成线集合1102(例如，包括扫描线1102a及扫描线1102b)以及线集合1104(例如，包括扫描线1104a及扫描线1104b)，在该些线集合中，同一扫描线内的光点区域彼此不重叠，且不同扫描线内的光点区域彼此不重叠。在所例示的实施例中，其间的线间距p2是以介于扫描方向700与填充方向800之间的一角度来量测的。在所例示的实施例中，扫描间距p1沿扫描方向700为恒定的且等于线间距p2。在所例示的实施例中，线间距p2的余弦(亦即，cos(p2))沿填充方向800为恒定的。此外，线集合1002及1004内的光点区域相对于彼此对准，以使得六个光点区域可与同一光点区域(例如，光点区域1106)等距地间隔开。然而，在其他实施例中，扫描间距p1可沿扫描方向700变化，线间距p2的余弦可沿填充方向800变化，或其组合。在再其他的实施例中，扫描间距p1可大于或小于线间距p2。
可按需要重复形成合成扫描线中的任一者的上述过程来形成标记200。因此，标记200可概括地表征为相互偏移的光点区域(例如，重叠或彼此间隔开)的集合，其中沿任何方向所量测的标记200内的邻近或相邻光点区域之间的中心至中心距离(本文中亦称为“光点间距”)小于上述光点分开距离a1。虽然仅由重叠的光点区域形成的视觉上合乎需要的标记可以所要高产出量形成，然而应了解，若光点区域中的至少一些彼此不重叠，从而减少标记内的光点区域的数目，则可进一步增加做标记过程的产出量。
一般而言，雷射系统112可经组配来将雷射脉冲引导至物品100上，来在物品100的将要形成标记200的区内产生光点区域。标记200的边缘202可藉由任何适合的方法定义。例如，在一个实施例中，可提供标记200的遮罩或模板(未展示)(例如，提供在雷射系统112内，在物品100的表面108上，或另外在雷射系统112与物品100之间)。因此，为形成边缘202，雷射系统112可经组配来将雷射脉冲(例如，以上述方式)引导至遮罩上或通过遮罩。碰撞于物品100上的雷射脉冲产生上述光点区域且更改初步视觉外观来形成经修改的视觉外观。然而，碰撞于遮罩上的雷射脉冲受到阻止而不会产生光点区域，且因此不会更改初步视觉外观来形成经修改的视觉外观。
在另一实施例中，可在不使用遮罩或模板的情况下定义边缘202。例如，在一个实施例中，可控制雷射系统112来选择性地将雷射脉冲引导至物品100上，以便仅在物品100上对应于标记200的所要位置的位置处产生光点区域。例如，且参看图12，可控制雷射系统112来选择性地将雷射脉冲引导至物品100上，以便仅在物品100上至少大体上对应于标记200的所要位置的位置处(例如，在安置于预期标记边缘1202的一侧的位置处)产生光点区域(例如，如实线圆圈所指示)的布置1200。在一个实施例中，可藉由控制雷射系统112来形成一系列合成扫描线(例如，合成扫描线1204a、1204b、1204c及1204d)而产生光点区域的布置1200，其中每一合成扫描线包括两个线集合(例如，包括扫描线1206a及1206b的第一线集合及包括扫描线1208a及1208b的第二线集合)。然而，可控制雷射系统112来仅在扫描过程期间当所得光点区域将在物品100上至少大体上对应于所要标记位置的位置处产生的时间引导雷射脉冲。因此，雷射系统112可经控制来：将雷射脉冲引导至物品100上，从而在所要标记位置内或充分靠近所要标记位置处产生光点区域(例如，如实线圆圈所指示，诸如光点区域1210a)；而不将雷射脉冲引导至物品100上将在所要标记位置外产生光点区域(例如，如虚线圆圈所指示，诸如光点区域1210b)的位置。
虽然图12将光点区域的布置1200例示为以上文关于图11所描述的方式提供，但应了解，光点区域的布置1200是以任何适合的方式或所要的方式(例如，如关于图9或图10所描述的方式，或任何其他布置)来提供。类似地，虽然图12例示每一合成扫描线1204a、1204b、1204c及1204d具有如关于图11示范性地描述的光点区域的布置，但应了解，任何合成扫描线1204a、1204b、1204c或1204d可具有如上文关于图9或图10示范性地描述的光点区域的任何布置，或任何适合的布置或所要的布置。虽然图12将光点区域的布置1200例示为具有至少大体上六重旋转对称，但应了解，布置1200的旋转对称可具有任何阶数n，其中n为2、3、4、5、6、7、8或类似值。虽然图12将光点区域的布置1200例示为在整个标记区域内是均匀的，但应了解，光点区域的布置1200可在整个标记区域内变化。
已示范性地描述可执行来在物品100上产生标记200的做标记过程的众多实施例，现在将参看图13至图17来描述图1中所展示的雷射系统112的示范性实施例，该雷射系统能够执行此等做标记过程的实施例。
图13为示范性雷射微机械加工系统1300的一些组件的简化及部分示意性透视图，该雷射微机械加工系统适合于诸如藉由使用雷射1302做出标记200来对物品100进行雷射修改。参看图13，可操作以用于在物品100的表面108上或下方标记光点区域302的一些示范性雷射处理系统为ESI MM5330微机械加工系统、ESI ML5900微机械加工系统及ESI 5970微机械加工系统，上述系统全部是由美国俄勒冈州波特兰市(97229)的Electro ScientificIndustries,Inc.制造的。
此等系统通常采用固态二极体激升雷射，其可经组配来以至多5MHz的脉冲重复率发射约343nm(UV)至约1320nm(IR)的波长。然而，可藉由替代或添加适当雷射、雷射光学件、零件搬运设备及控制软体来调适此等系统，以如先前所描述来在物品100上或内可靠地且重复地产生所选择光点区域302。(例如，可采用光纤雷射、CO2雷射、铜蒸气雷射或其他类型的雷射。)此等修改准许雷射处理系统将具有适当雷射参数的雷射脉冲以雷射光点或脉冲之间的所要速率及间距引导至经适当定位且固持的工件(诸如物品100)上的所要位置，来产生具有所要颜色、对比度及/或光学密度的所要光点区域302。
在一些实施例中，雷射微机械加工系统1300采用在1064nm波长下操作的二极体激升Nd:YVO4固态雷射1302(诸如，由德国开瑟斯劳腾(Kaiserslautern)的Lumera LaserGmbH(Coherent)制造的模型Rapid)。可视情况使用固态谐波频率产生器来对此雷射进行二倍频以将波长减小至532nm，从而产生可见(绿色)雷射脉冲，或将此雷射三倍频至约355nm或四倍频至约266nm，从而产生紫外线(UV)雷射脉冲。此雷射1302额定产生6瓦的持续功率且具有1000KHz的最大脉冲重复率。此雷射1302与控制器1304协同产生具有约10ps的持续时间的雷射脉冲。然而，可采用呈现1皮秒至1,000奈秒的脉冲宽度的其他雷射。
雷射脉冲可为高斯脉冲或藉由雷射光学件1362(通常包含沿光学路径1360定位的一或多个光学组件)特定地整形或定制，以准许光点区域302的所要特性。例如，可使用“顶帽”空间轮廓，其传递碰撞物品100的雷射脉冲，该雷射脉冲具有跨整个光点区域302的均匀剂量的辐射。可使用绕射光学元件或其他射束整形组件来产生经特定整形的空间轮廓(诸如此轮廓)。对修改雷射光点区域302的空间辐照轮廓的详细描述可在Corey Dunsky等人的美国专利第6,433,301号中发现，该专利让渡给本申请的受让人，且以引用方式并入本文中。
雷射脉冲沿光学路径1360传播，该光学路径亦可包括各种补充系统1518(图16)，诸如折叠镜1364、衰减器或脉冲拾取器(诸如，声光装置或电光装置)1366，以及回馈感测器(诸如，针对能量、时序或位置)1368。
雷射光学件1362及沿光学路径1360的其他组件与由控制器1304引导的雷射射束定位系统1370协同引导沿光学路径1360传播的雷射脉冲的射束轴线1372，来在射束轴线1372的雷射光点位置处以相对于物品100的表面108的所要高度形成雷射焦点。雷射射束定位系统1370可包括：雷射载物台1382，其可操作以使雷射1302沿行进轴线(诸如，X轴线)移动；以及快速定位器载物台1384，其使快速定位器(未展示)沿行进轴线(诸如，Z轴线)移动。典型的快速定位器采用一对电流计控制镜，该对电流计控制镜能够快速改变在物品100上的大场上的射束轴线1372的方向。此种场通常小于由物品支撑件116提供的移动场，如以后所描述。声光装置或可变形镜亦可用作快速定位器，即使此等装置倾向于具有比电流计镜小的射束偏转范围。作为另一选择，除电流计镜外，声光装置或可变形镜亦可用作高速定位装置。
应了解，每一小射束相对于物品100可具有其自身的特定射束轴线，小射束可单独被定位或阻挡；然而，应了解，为方便起见，术语“射束轴线”可用来一般及/或共同代表个别小射束的射束轴线。在许多实施例中，小射束是作为群组被共同扫描。
另外，物品100可由物品支撑件116支撑，该物品支撑件具有可操作来相对于射束轴线1372定位物品100的运动控制元件。物品支撑件116可操作来沿单个轴线(诸如，Y轴线)行进，或物品支撑件116可操作来沿横向轴线(诸如，X轴线及Y轴线)行进。作为另一选择，物品支撑件116可操作来使物品100诸如绕Z轴线旋转(仅绕Z轴线旋转，或亦使物品沿X轴线及Y轴线移动)。
控制器1304可协调雷射射束定位系统1370与物品支撑件116的操作以提供复合射束定位能力，该复合射束定位能力促进在物品100可处于相对于射束轴线1372的连续运动中时在物品100上或内标记光点区域302的能力。此能力对于在物品上标记光点区域302而言并非必需的，但此能力对于增加产出量而言是合乎需要的。Donald R.Cutler等人的美国专利第5,751,585号中描述了此能力，该专利让渡给本申请的受让人，且以引用方式并入本文中。可采用额外或替代的射束定位方法。Spencer Barrett等人的美国专利第6,706,999号及JayJohnson的美国专利第7,019,891号中描述了一些额外或替代的射束定位方法，该些专利中的两者都让渡给本申请的受让人，且以引用方式并入本文中。
参看图14，雷射系统112可提供为雷射系统1300，该雷射系统1300包括诸如第一雷射源1300a及第二雷射源1300b的两个雷射源以及控制器1304。虽然未例示，但雷射系统1300可进一步包括补充系统，诸如上述射束修改系统、射束转向系统，或类似系统或其组合。
一般而言，第一雷射源1302a可操作来产生雷射脉冲射束(例如，如虚线1306a所指示)。类似地，第二雷射源1302b可操作来产生雷射脉冲射束(例如，如虚线1306b所指示)。可按需要藉由上述补充系统对射束1306a内的雷射脉冲进行整形、扩展、聚焦、扫描等等，以便随后引导该些雷射脉冲来碰撞于物品100上。类似地，可按需要藉由上述补充系统对射束1306b内的雷射脉冲进行整形、扩展、聚焦、扫描等等，以便随后引导该些雷射脉冲来碰撞于物品100上。可藉由共同的补充系统或藉由补充系统的不同集合对射束1306a及1306b内的雷射脉冲进行整形、扩展、聚焦、扫描等等。虽然将雷射系统1300例示为包括仅两个雷射源，但应了解，雷射系统1300可包括三个或三个以上雷射源(或两个或两个以上雷射)。
控制器1306可控制雷射源1300a及1300b以及任何所要补充系统来将雷射脉冲群组依序引导至物品100上，以使得在一些实施例中，一群组内的至少两个雷射脉冲在如以上示范性地论述的光点区域处碰撞于物品100上(例如，同时或依序)。例如，射束1306a内的雷射脉冲可碰撞物品100，以在物品上产生对应于图3中所展示的光点区域302a的光点区域。同样地，射束1306b内的雷射脉冲可碰撞物品100，以在物品上产生对应于图3中所展示的光点区域302b的光点区域。
如所展示，控制器1304可包括处理器1308，该处理器可通信地耦接至内存1310。一般而言，处理器1308可包括定义各种控制功能的操作逻辑(未展示)，且可呈专用硬体的形式，诸如熟习此项技术者将想到的固线式状态机、执行程式设计指令的处理器及/或不同形式。操作逻辑可包括数位电路、类比电路、软体或此等类型中的任一者的混合组合。在一个实施例中，处理器1308包括可程式化微控制器微处理器或其他处理器，其他处理器可包括一或多个处理单元，该或该些处理单元经布置来根据操作逻辑执行储存于内存1310中的指令。内存910可包括一或多种类型，其包括半导体、磁性及/或光学种类，且/或可为易失性及/或非易失性种类。在一个实施例中，内存1310储存可由操作逻辑执行的指令。作为另一选择或另外，内存1310可储存由操作逻辑操纵的资料。在一个布置中，操作逻辑及内存包括于操作逻辑的控制器/处理器形式中，该控制器/处理器形式管理并控制关于图1所描述的设备的任何组件的操作态样，但在其他布置中，操作逻辑及内存可为分开的。
参看图15，雷射系统112可提供为雷射系统1000，该雷射系统1000包括雷射源1402、小射束产生器1404及上述控制器1304。虽然未例示，但雷射系统1400可进一步包括补充系统，诸如上述射束修改系统、射束转向系统，或类似系统或其组合。
如同雷射系统1300一样，雷射系统1400中的雷射源1402可操作来产生雷射脉冲射束(例如，如虚线1406所指示)。小射束产生器1404经组配来接收雷射脉冲射束1406，且产生对应雷射脉冲小射束(例如，如虚线1408a及1408b所指示)。在一个实施例中，小射束1408a及1408b是藉由例如以下操作由射束1404产生：对射束1406进行时间调变、对射束1406进行空间调变，或类似操作或其组合。对射束1406的此种调变可藉由以下操作来实现：绕射射束1406的至少一部分、反射射束1406的至少一部分、折射射束1406的至少一部分，或类似操作或其组合。相应地，小射束产生器1404可包括：时间调变元件，诸如镜子(例如，主轴镜、微机电系统(MEMS)镜等等)、声光偏转器(AOD)、电光偏转器(EOD)或类似物或其组合；或空间调变元件，诸如绕射光学元件(DOE)、折射光学元件(诸如多透镜阵列)或类似物或其组合。然而应了解，小射束产生器1404可包括调变元件的任何组合。调变元件亦可分类为被动调变元件(例如，如同DOE、绕射光栅等等一样)或主动调变元件(例如，如同主轴镜、AOD、EOD等等一样)。主动调变元件可在控制器1304的控制下获驱动来调变射束1406，而被动调变元件无需由控制器1304驱动来实现对射束1406的调变。
可按需要藉由上述补充系统对雷射脉冲的小射束1408a及1408b进行整形、扩展、聚焦、扫描等等，以便随后引导该些小射束碰撞于物品100上。可藉由相同的补充系统或藉由补充系统的不同集合对雷射脉冲的小射束1408a及1408b进行整形、扩展、聚焦、扫描等等。虽然将小射束产生器1004例示为经组配来产生两个小射束1408a及1408b，但应了解，雷射系统1400的小射束产生器1404可按需要经组配来产生两个以上小射束。(小射束产生器1404通常将用来产生三个或三个以上小射束的小射束群组)。
取决于小射束产生器1404的组态，控制器1304可控制雷射源1402及小射束产生器1404中的一或两者以及任何所要补充系统，来将雷射脉冲群组依序引导至物品100上，以使得一群组内的至少两个雷射脉冲在如以上示范性地论述的光点区域处碰撞于物品100上(例如，同时或依序)。例如，小射束1408a内的雷射脉冲可碰撞物品100，以在物品100上产生对应于图3中所展示的光点区域302a的光点区域。同样地，小射束1408b内的雷射脉冲可碰撞物品100，以在物品100上产生对应于图3中所展示的光点区域302b的光点区域。
在射束1406是在小射束产生器1404处由诸如DOE的空间调变元件予以调变的实施例中，控制器1304可简单地控制雷射源1402及任何所要补充系统，以使得一群组内的至少两个雷射脉冲在如以上示范性地论述的光点区域处同时(或大体上同时)碰撞于物品100上。在射束1406是在小射束产生器1404处由时间调变元件予以调变的实施例中，控制器1304可以协调方式控制雷射源1402及小射束产生器1404，以及任何所要补充系统，以使得一群组内的至少两个雷射脉冲(除非其中一或两者被阻挡)在如以上示范性地论述的光点区域处依序碰撞于物品100上。
虽然已将雷射系统1400例示为包括仅一个雷射源1402及仅一个小射束产生器1404，但应了解，雷射系统1400可包括任何数目个额外雷射源、任何数目个额外小射束产生器，或其组合。在此类实施例中，任何数目个雷射源的射束可由同一小射束产生器1404或不同小射束产生器1404调变。多个小射束产生器1404可具有相同类型或具有不同类型或不同模型。在另一实施例中，任何数目个雷射源的射束可能不由任何小射束产生器1404调变。
已结合图15中所展示的雷射系统1400示范性地描述小射束产生器1404，现在将参看图16至图17来描述小射束产生器1404的一些实施例。
参看图16，雷射系统1500包括小射束产生器1404，该小射束产生器1404采用与任选射束遮罩1504、任选中继透镜1506以及上述补充系统(大体上在方块1518处指示)中的一或多者协同的主动调变元件1502。
在所例示的实施例中，调变元件1502提供为AOD，且射束遮罩1504经提供来视情况阻挡(若需要)传输通过AOD 1502的零阶射束1508。然而应了解，调变元件1502可提供为主轴镜、EOD，或类似物或其组合。
调变元件1502以一角度来偏转射束1006内的脉冲(例如，在所例示的实施例中，将该些脉冲绕射远离零阶射束1508)，该角度对应于(例如，在控制器1304的控制下，自并入为调变元件1502的一部分的信号源)施加至调变元件1502的信号的特性(例如，在所例示的实施例中为RF频率)。藉由对施加至调变元件1502的信号特性与由雷射源1402产生且在射束1406内传播的雷射脉冲的产生进行协调，控制器1304可选择性地沿诸多偏转射束路径中的一者(例如，在所例示的实施例中为沿一或两个一阶偏转射束路径1510a及1510b(大体上为偏转射束路径1510))引导射束1406内的个别雷射脉冲。虽然仅例示出两个偏转射束路径1510a及1510b，但应了解，可取决于以下各项来产生任何数目个偏转射束路径1510：调变元件1502的特性、施加至调变元件1502的信号的特性、射束1406内的雷射脉冲的脉冲重复率、射束1406中的雷射脉冲的平均功率(例如，该平均功率可在10W至400W的范围中)，或类似物或其组合。若需要，沿偏转射束路径1510传输的雷射脉冲可随后经处理(例如，藉由中继透镜1506聚焦)，并且沿对应路径(例如，路径1512a及1512b)进一步传播，且然后按需要藉由上述一或多个补充系统(例如，如在方块1518处所指示)对其进行整形、扩展、聚焦、扫描等等。
虽然未例示，但雷射系统1500的小射束产生器1404可进一步采用一或多个额外的调变元件，诸如额外的主动调变元件1502、被动调变元件1602(图17)或类似元件或其组合，该或该些调变元件经组配来进一步调变在路径1510a、1510b、1512a、1512b中的一或多者或类似路径或其组合内的脉冲。可然后按需要藉由上述一或多个补充系统(例如，如在方块1518处所指示)对此等已进一步调变的脉冲进行整形、扩展、聚焦、扫描等等。
参看图17，雷射系统1600包括小射束产生器1404，该小射束产生器1404采用与任选聚焦透镜1604协同的被动调变元件1602(例如，DOE)。调变元件1602将射束1406内的每一脉冲分为一组脉冲，该些脉冲沿对应数目个绕射射束路径(例如，绕射射束路径1606a及1606b)中的一者传播。虽然仅例示出两个绕射射束路径1606a及1606b，但应了解，可取决于以下各项来产生任何数目个绕射射束路径：调变元件1602的特性、射束1406中的脉冲的平均功率(例如，该平均功率可在10W至400W的范围中)，或类似物或其组合。沿绕射射束路径1606a及1606b传输的雷射脉冲可然后在由聚焦透镜1604聚焦之前或之后按需要藉由上述补充系统中的一或多者(未展示)进行处理(例如，整形、扩展、扫描等等)。在所例示的实施例中，可藉由改变聚焦透镜1604与物品100之间的距离dBFL来调整物品100上的相邻光点区域之间的光点分离距离a1。
虽然未例示，但雷射系统1600的小射束产生器1404可进一步采用一或多个额外的调变元件，诸如主动调变元件1502、被动调变元件1602，或类似元件或其组合，该或该些额外的调变元件经组配来进一步调变绕射射束路径中的一或多者(例如，绕射射束路径1606a、1602b中的一或两者)内的脉冲。可将此等已进一步调变的脉冲引导至聚焦透镜1604中，对其进行聚焦，且随后将其引导至物品100上。另外，或作为另一选择，可提供该些额外的调变元件中的一或多者来进一步调变小射束(例如，小射束1408a及1408b)中的一或多者内的脉冲。
如以上示范性地描述，小射束产生器1404所产生的小射束(例如，小射束1408a及1408b)是自雷射源1402所产生的射束1406内的雷射脉冲得出。然而，一个小射束内的雷射脉冲的一或多个特性(例如，平均功率、峰值功率、光点形状、光点大小等等)可不同于另一小射束内的雷射脉冲的一或多个对应特性。雷射脉冲特性的此差异可归因于小射束产生器1404内的调变元件(例如，AOD、EOD等等)的调变特性。由于此等差异，一个小射束内的雷射特性在对应光点区域处修改物品100的初步视觉外观的方式可与另一小射束内的雷射特性略有不同。
例如，且参看图18，小射束产生器1404可将雷射脉冲的四个小射束引导至物品100上，以使得四个雷射脉冲部分的小射束群组碰撞于物品100上，以在物品100上产生包括光点区域1702a、1702b、1702c及1702d的光点集合1700。若该些小射束中的两者或两者以上或所有该些小射束内的雷射脉冲部分具有不同特性，则物品100在一个光点区域(例如，光点区域1702a)处的经修改的视觉外观可不同于物品100在光点区域1702b、1702c及1702d中的一或多者或所有该些光点区域1702b、1702c及1702d处的经修改的视觉外观。
在一些实施例中，每一光点区域可为充分小，足以使得在光点集合1700中的不同光点区域当中，经修改的视觉外观之间的任何差异不明显。例如，每一光点区域可为充分小，足以使得在光点集合1700中的光点区域当中，经修改的视觉外观之间的任何差异在距人眼大于或等于25mm的距离处，不可由人眼辨识。
此外，每一光点区域的光点宽度可为充分小，足以使得在执行扫描过程来形成线集合1704(例如，包括由光点区域1702a形成的扫描线1704a、由光点区域1702b形成的扫描线1704b、由光点区域1702c形成的扫描线1704c及由光点区域1702d形成的扫描线1704d)之后，在线集合1704中的扫描线当中，经修改的视觉外观之间的差异不明显。例如，每一光点区域可为充分小，足以使得在线集合1704中的扫描线当中，经修改的视觉外观之间的任何差异在距人眼大于或等于25mm的距离处，不可由(具有平均能力的)起作用的人眼辨识。
然而，若以上文关于图8及图9所描述的方式重复上述扫描过程，则所得合成扫描线将实际上包括：仅包括由光点区域1702a形成的扫描线的扫描线区，该些光点区域1702a是由来自仅一个小射束的雷射脉冲产生的；仅包括由光点区域1702b形成的扫描线的扫描线区，该些光点区域1702b是由来自仅一个小射束的雷射脉冲产生的；仅包括由光点区域1702c形成的扫描线的扫描线区，该些光点区域1702c是由来自仅一个小射束的雷射脉冲产生的；以及仅包括由光点区域1702d形成的扫描线的扫描线区，该些光点区域1702d是由来自仅一个小射束的雷射脉冲产生的。取决于以下因素，诸如由光点区域1702a、1702b、1702c及1702d提供的经修改的视觉外观的差异、光点集合内的光点区域之间的光点分离距离a1、标记200内的光点区域之间的扫描间距、标记200内的扫描线之间的线间距，及类似因素，在合成扫描线的各种扫描线区当中，经修改的视觉外观之间的差异可为明显的。
在一个实施例中，在合成扫描线的各种扫描线区当中，经修改的视觉外观之间的上述差异可为不合需要的。相应地，且参看图19至图21，可实行根据又一实施例的做标记过程来消除或以其他方式减少与以下操作相关联的不合需要的影响，即：形成具有一或多个扫描线区的合成扫描线，该或该些扫描线区仅包括由仅一个小射束内的雷射脉冲所产生的光点区域形成的扫描线。
参看图19，在形成第一线集合(例如，上述线集合1704)之后，可致动雷射系统112及/或可移动物品支撑件116(例如，以上文关于图8所描述的方式)来形成第二线集合1800，该第二线集合1800自先前形成的第一线集合1704偏移，偏移的量大于或等于上述线间距。在一些实施例中，第二线集合1800自先前形成的第一线集合1704偏移，偏移的量至少大体上等于上述线集合间距加一个线间距，如图19中所展示。在一些此类实施例中，第一行光点区域1702a可由孔隙阻挡，如以后所描述。
在一个实施例中，第二线集合1800可包括由光点区域1702a形成的扫描线1802a、由光点区域1702b形成的扫描线1804b、由光点区域1702c形成的扫描线1802c以及由光点区域1702d形成的扫描线1802d。此外，第二线集合1800自第一线集合1704偏移，以使得扫描线1802a、1802b及1802c分别自扫描线1704b、1704c及1704d偏移，偏移的量为上述线间距。
此后，且参看图20，可重复上述扫描过程来形成第三线集合1900，该第三线集合1900自第二线集合1800偏移，偏移的量大于上述线间距(例如，偏移的量至少大体上等于上述线集合间距加一个线间距)。如所例示，第三线集合1900包括由光点区域1702a形成的扫描线1902a、由光点区域1702b形成的扫描线1904b、由光点区域1702c形成的扫描线1904c以及由光点区域1702d形成的扫描线1904d。第三线集合1900自第二线集合1800偏移，以使得扫描线1902a、1902b及1902c分别自扫描线1802b、1802c及1802d偏移，偏移的量为上述线间距。
随后，且参看图21，可重复扫描过程来形成第四线集合2000，该第四线集合2000自第三线集合1900偏移，偏移的量大于上述线间距(例如，偏移的量至少大体上等于上述线集合间距加一个线间距)。如所例示，第四线集合2000包括由光点区域1702a形成的扫描线2002a、由光点区域1702b形成的扫描线2004b、由光点区域1702c形成的扫描线2004c以及由光点区域1702d形成的扫描线2004d。第四线集合2000自第三线集合1900偏移，以使得扫描线2002a、2002b及2002c分别自扫描线1902b、1902c及1902d偏移，偏移的量为上述线间距。如图20中进一步展示，扫描线2002a、2002b及2002c自第一线集合1704的扫描线1702d偏移，偏移的量为上述线间距。可按需要重复以上描述的过程，直至按需要形成标记。应了解，可基于雷射系统的雷射射束及光学特性及/或标记的尺寸或基板的材料特性，将线集合间距选择为一数字。用来填充标记或修改扫描线之间的区域的线集合的数目可为线集合间距的整数被除数。此等线集合可为非重叠的且相邻的，或该些线集合可为间隔开的。作为另一选择，线集合可为重叠的，且用来填充标记或修改扫描线之间的区域的线集合的数目不需要为线集合间距的整数被除数。
在上文关于图18至图21所描述的做标记过程中，在填充方向上(例如，沿箭头800所指示的方向)重复地产生线集合，使其自先前形成的线集合偏移。结果，在做标记过程期间产生的某些扫描线(亦称为“杂散线”)基于其在做标记过程期间何时产生而可不被包括在合成扫描线中。例如，诸如扫描线1704a、1704b及1802a的杂散线将不被包括在合成扫描线2004内。此外，若在产生线集合2000之后不产生额外的线集合，则扫描线1902d、2002c及2002d亦将不被包括在合成扫描线2004中且将为杂散线。在杂散线将以会使标记200的外观降级的方式修改物品100的初步视觉外观的实施例中，可控制雷射系统112来不将雷射脉冲引导至物品100上的在物品100上的将产生杂散线的位置。
类似于上文关于图7至图9所描述的做标记过程，上文关于图18至图21所描述的做标记过程产生由来自第一线集合1704、第二线集合1800、第三线集合1900及第四线集合2000的扫描线形成的合成扫描线。然而，根据所例示的实施例，合成扫描线2004内的扫描线区包括由光点区域1702a、1702b、1702c及1702d形成的扫描线。例如，合成扫描线2004包括由扫描线1702c、1802b、1902a及1702d形成的扫描线区2006，该些扫描线分别由光点区域1702c、1702d、1702a及1702b形成。虽然未标出，但合成扫描线2004亦包括由扫描线1802c、1902b、2002a及1802d形成的相邻扫描线区，该些扫描线分别由光点区域1702c、1702d、1702a及1702b形成。因为每一扫描线区包括由不同小射束(例如，能够由小射束产生器1404产生的一些或所有小射束)内的雷射脉冲所产生的光点区域形成的扫描线，所以可消除或有益地减少在合成扫描线的各种扫描线区当中，经修改的视觉外观之间的不合需要的差异的有害影响。
在一些实施例中，可采用诸如光点集合600的直边缘光点集合。直边缘光点集合可定义为具有相对于参考平面大体上垂直的前空间边缘及后空间边缘的光点集合。通常，此类光点集合的光点区域可布置成列及行，并且通常，此类光点集合的前缘及后缘垂直于填充方向的向量(或垂直于射束轴线1372相对于物品100的主要相对行进方向)。
应理解，术语“前缘”及“后缘”可相对于射束轴线1372与物品100之间的相对运动的扫描方向而言。例如，“前缘”及“后缘”可相对于扫描方向为外缘，其中后缘表示开始位置且前缘表示结束位置(或暂时或瞬时结束位置)。虽然可相对于物品在任何方向上扫描射束轴线1372，但为方便起见，通常将就从左至右的相对行进来论述扫描方向，除非另外规定。亦应理解，光点集合、小射束群组、(诸如来自群组的一个小射束的一列扫描光点的)扫描线、(形成多个扫描线的经扫描的小射束群组的)线集合、雷射修改的边缘或边缘轮廓全都可以就前缘及/或后缘来论述。
图22示意性地例示光点区域2102的光点集合2100a的另一实施例，该些光点区域2102可在雷射修改过程期间在来自雷射脉冲群组的雷射脉冲碰撞于物品100上时产生于物品100上。例如，一雷射脉冲群组可包括四个雷射脉冲，该些雷射脉冲碰撞物品100来产生诸如光点集合2100a的光点集合，光点集合2100a具有如图22中所展示的空间上布置成大体上对角图案的第一光点区域2102a、第二光点区域2102b、第三光点区域2102c及第四光点区域2102d。光点集合2100a可占据群组高度或图案高度h21及群组长度或图案长度L21。群组高度为光点集合2100所达到或行进的累加高度(在由光点集合2100进行的单次碰撞中)，该高度包括光点区域2102a、2102b、2102c与2102d之间的空间。群组长度为光点集合2100所达到或行进的总距离(在由光点集合2100进行的单次碰撞中)，该距离包括光点区域2102a、2102b、2102c与2102d之间的空间。在图22中所描绘的实例中，h21约等于4(d)；且L21约等于4(a1)+4(d)。
在一些实施例中，可采用诸如光点集合500或2100a的斜边缘光点集合。斜边缘光点集合可定义为具有不垂直于参考平面的前缘及/或后缘(或具有当相对于物品100扫描或拂掠光点集合时，不垂直于射束轴线1372的主要相对扫描行进方向的前缘及/或后缘)的任何光点集合。此外，在一些实施例中，群组高度h及群组长度L各自大于光点大小，且具有各自彼此垂直的轴线。因此，在一些实施例中，斜边缘光点集合可另外或作为另一选择定义为其中第一光点区域在前缘及/或后缘处具有最靠近的邻近光点区域的任何光点集合，该最靠近的邻近光点区域在高度及长度两者上自第一光点区域位移(沿高度轴线及长度轴线两者位移)。
图22A1为藉由相对于物品100扫描类似于图22的光点集合2100a的脉冲群组的五次反复而形成的示范性线集合2200的平面视图，且图22A2为藉由相对于物品100扫描类似于图22的光点集合2100a的脉冲群组的四十次反复而形成的示范性线集合2200的平面视图。参看图22A1及图22A2，线集合2200包括由光点区域2102a(例如，光点区域2102a1、2102a2、2102a3、2102a4及2102a5；或光点区域2102a1-2102a40)形成的扫描线2204a、由光点区域2102b(例如，光点区域2102b1、2102b2、2102b3、2102b4及2102b5；或光点区域2102b1-2102b40)形成的扫描线2204b、由光点区域2102c(例如，光点区域2102c1、2102c2、2102c3、2102c4及2102c5；或光点区域2102c1-2102c40)形成的扫描线2204c，以及由光点区域2102d(例如，光点区域2102d1、2102d2、2102d3、2102d4及2102d5；或光点区域2102d1-2102d40)形成的扫描线2204d。
图22B为展示雷射修改2210的平面视图，其中第二线集合2200b在偏移方向800上自第一线集合2200a偏移。在图22B中所展示的示范性实施例中，第二线集合自2204d偏移，偏移的量为扫描线2204a-2204d的线集合间距，或更一般而言，第二线集合2200b可自第一线集合2200a变址，变址的量为光点集合的高度加线集合间距。此等线集合2200a及2200b可依序形成，或该些线集合可使用适于对小射束群组进行重复传播的系统来大体上同时形成。图22C为展示雷射修改2220的平面视图，其中第三线集合2200c在偏移方向800上自第二线集合2200b偏移。
图23示意性地例示光点区域2102的光点集合2100b的另一实施例，该些光点区域2102可在雷射修改过程期间在雷射脉冲群组内的雷射脉冲碰撞于物品100上时产生于物品100上。光点集合2100b具有一些与光点集合2100a类似的特性，除了大体上对角图案呈现在与光点集合2100a相反的方向上的斜率。详言之，雷射脉冲群组包括四个雷射脉冲，该些雷射脉冲碰撞物品100来产生光点集合2100b，光点集合2100b具有如图23中所展示的空间上布置成大体上对角图案的第一光点区域2102e、第二光点区域2102f、第三光点区域2102g及第四光点区域2102h。
图23A1为藉由相对于物品100扫描类似于图23的光点集合2100b的脉冲群组的五次反复而形成的示范性线集合2300的平面视图，且图23A2为藉由相对于物品100扫描类似于图23的光点集合2100b的脉冲群组的四十次反复而形成的示范性线集合2200的平面视图。参看图23A1及图23A2，线集合2300包括由光点区域2102e(例如，光点区域2102e1、2102e2、2102e3、2102e4及2102e5；或光点区域2102e1-2102e40)形成的扫描线2304a、由光点区域2102f(例如，光点区域2102f1、2102f2、2102f3、2102f4及2102f5；或光点区域2102f1-2102f40)形成的扫描线2304b、由光点区域2102g(例如，光点区域2102g1、2102g2、2102g3、2102g4及2102g5；或光点区域2102g1-2102g40)形成的扫描线2304c，以及由光点区域2102h(例如，光点区域2102h1、2102h2、2102h3、2102h4及2102h5；或光点区域2102h1-2102h40)形成的扫描线2304h。
图23B为展示雷射修改2302的平面视图，其中第二线集合2200b在偏移方向800上自第一线集合2200a偏移。在图23B中所展示的示范性实施例中，第二线集合2200b自扫描线2204d偏移，偏移的量为扫描线2204a-2204d的线集合间距，或更一般而言，第二线集合2200b可自第一线集合2200a变址，变址的量为光点集合的高度加线集合间距。此等线集合2200a及2200b可依序形成，或该些线集合可使用适于对小射束群组进行重复传播的系统来大体上同时形成。图23C为展示雷射修改2306的平面视图，其中第三线集合2200c在偏移方向800上自第二线集合2200b偏移。
图24为在单次通过中形成于物品100上的示范性修改或标记200的平面视图，该修改或标记200具有雷射脉冲的斜边缘光点集合(诸如光点区域2102的光点集合2100a)，该光点集合具有与图22中所描绘的布置类似的布置。参考图22至图24，在射束轴线1372跨物品100行进时施加雷射脉冲时，光点集合2100a(或光点集合2100b)的雷射脉冲的单次通过产生后过渡区2402及后过渡区2404，该些后过渡区呈现比标记200的中心区2406低的光学密度。
随着射束轴线1372从左至右行进，将光点区域2102a施加至后过渡区2402a，将光点区域2102b施加至后过渡区2402b，将光点区域2102c施加至后过渡区2402c，且将光点区域2102d施加至中心区2406。随着射束轴线1372继续从左至右行进，将光点区域2102a施加至后过渡区2402b，将光点区域2102b施加至后过渡区2402c，将光点区域2102c施加至中心区2406，且将光点区域2102d施加至中心区2406。随着射束轴线1372继续从左至右行进，将光点区域2102a施加至后过渡区2402c，将光点区域2102b施加至中心2406，将光点区域2102c施加至中心区2406，且将光点区域2102d施加至中心区2406。随着射束轴线1372继续从左至右行进，将光点区域2102a施加至中心区2406，将光点区域2102b施加至中心2406，将光点区域2102c施加至中心区2406，且将光点区域2102d施加至中心区2406。
结果，后过渡区2402a仅由(数个)光点区域2102a碰撞；后过渡区2402b仅由光点区域2102a及2102b碰撞；后过渡区2402c仅由光点区域2102a、2102b及2102c碰撞；且中心区2406由光点区域2102a、2102b、2102c及2102d碰撞。图24展示过渡区2402的光学密度由于光点集合2100的斜边缘图案所致的渐变。
类似地，随着射束轴线1372继续从左至右行进，将光点区域2102d施加至前过渡区2404c，将光点区域2102c施加至中心区2406，将光点区域2102b施加至中心区2406，且将光点区域2102a施加至中心区2406。随着射束轴线1372继续从左至右行进，将光点区域2102d施加至前过渡区2404b，将光点区域2102c施加至前过渡区2404c，将光点区域2102b施加至中心区2406，且将光点区域2102a施加至中心区2406。随着射束轴线1372继续从左至右行进，将光点区域2102d施加至前过渡区2404a，将光点区域2102c施加至前过渡区2404b，将光点区域2102b施加至前过渡区2404c，且将光点区域2102a施加至中心区2406。
结果，前过渡区2404a仅由(数个)光点区域2102d碰撞；前过渡区2404b仅由光点区域2102d及2102c碰撞；前过渡区2402c仅由光点区域2102d、2102c及2102b碰撞。此外，即使线集合2200将在雷射射束通过之间变址，变址的量为一个线间距集合(例如，为了将光点集合2102a施加至未标记区的将在邻近线集合2200a与2200b之间的部分)，标记200将在过渡区2402及2404与中心区2406之间呈现差异性。
应了解，为增强清晰度，图式不按比例。在用于商业目的的实际做标记的一些实施例中，每一表面见到一些光点，因为光点重叠比图中所展示的大得多，亦即，经扫描的光点集合之间的咬合大小很小，光点集合中的列之间的线集合间距很小。(例如，在示范性过程中，物品100的表面在过渡区2402a中的每一区域可藉由光点区域2102a的约7.5线扫描来覆盖。)因此，过渡区归因于撞击该些过渡区的光点较少，而非归应于完全不存在碰撞于彼等区域中的小射束。
为均衡光学密度的差异性，将通常需要使用具有较小尺寸的“修整”光点集合来利用雷射射束轴线1372的一或多次补充通过处理此等过渡区2402及2404，以使得过渡区2402及2404的光学密度匹配中心区2406的光学密度。在许多情况下，修整过程采用单一雷射光点，该雷射光点可经施加来利用适当数目次额外通过来覆盖过渡区2402a、2402b、2402c、2404a、2404b及2404c，以使得光学密度相等。此修整过程增添了大量的循环时间。
详言之，应了解，随着斜边缘光点集合变大(或随着长度与高度之间的不对称性变大)，以便每次处理物品100的更多区域，过渡区2402及2404的大小变大。随着过渡区2402及2404变大，修整过程可变成针对小图案及大拂掠行程长度的主要效果，从而采用愈来愈小的光点群组或单光点群组。对于意欲用大区域光点集合来标记的给定图案大小而言，补充修整过程意味着由于增加单光点数目而减少(或甚至为负)的产出量返回，此是因为愈来愈多的时间花在标记或修改过渡区上。
此外，应了解，标记200的尺寸小于光点集合的尺寸的部分不能用此类光点集合修改，且将在以后(或预先)利用较小光点集合或单光点过程来处理或填满。光点集合的尺寸愈长，标记200的愈多部分将落入此类别中，从而再次导致增添大量的循环时间且减少返回。
详言之，随着光点的数目及绕射雷射射束的光点集合的“拂掠大小”增加，预期标记200的比光点集合的长度短的部分(且更特定而言，射束轴线移动(诸如光栅线移动)的相应区段)亦可增加。亦将在以后(或预先)利用较小光点集合或单光点过程来处理或填满标记200的此等过小部分，以及过渡区2402及2404，以达成具有较小尺寸的光点集合所提供的较高(较好)解析度。
因此，类似地，随着增加光点集合的大小来每次修改更多区域，从而商业上可行地做出大区域雷射修改，光点集合大小的增加可导致减少(或甚至为负)的产出量返回，此是因为愈来愈多的时间花在补充处理标记的过小部分或比光点集合的长度短的其他特征上。亦应注意，随着光点集合的大小增加，光点集合的高度及长度可引发补充处理，从而增加循环时间。
图25为雷射系统2312的示意图，该雷射系统用于在物品100上做出大修改，诸如对大标记200进行标记。雷射系统2312包括雷射1302，该雷射沿光学路径1360发射雷射脉冲射束1306。射束1306沿光学路径1360且经由可变射束扩展器2320(诸如手动可变射束扩展器或可变焦射束扩展器)及诸如射束整形元件(诸如绕射光学元件1602)的小射束产生器1404传播，该小射束产生器将射束1406绕射成数个雷射小射束2308，诸如小射束2308a、2308b、2308c及2308d。绕射射束经由中继透镜2322及2324传播，且传播至电流计镜2340或其他快速射束转向装置上。补充系统1518的任选组件然后将小射束2308引导至物品100，来诸如藉由雷射修改来处理物品100以制作诸如雷射标记200的特征。应了解，小射束2308可用来使用射束扩展器1602、小射束产生器1404、中继透镜2322及2324以及补充系统1518的适当选择来形成任何所期望大小及形状的光点集合，诸如先前所论述的任何光点集合。
可定位小射束选择装置来阻挡小射束2308中之一或多者。小射束选择装置可为基本机械装置，诸如定位可变的射束收集器或射束阻挡器2350、MEMS或光闸阵列。定位可变的射束阻挡器2350可由任何适合的材料制成，且较佳地由吸收雷射辐射而不具有负面后果的材料制成。在一些实施例中，定位可变的射束阻挡器2350可吸收多个雷射波长且较佳地可吸收宽范围雷射波长。定位可变的射束阻挡器2350可具有任何适合的形状。该形状可为矩形、正方形、三角形、六边形、八边形、圆形、椭圆形或卵形。定位可变的射束阻挡器2350可具有奇数个或偶数个相同或不同长度的侧面；其可具有带有直边缘或简单曲线或复合曲线的侧面或区段；或其可具有直边缘及曲线的组合。
在一些实施例中，定位可变的射束阻挡器2350可定位在中继透镜2322与2324之间，且较佳地定位在中继透镜2322的焦平面处(或更精确而言，焦平面的后面)。在一些实施例中，可将定位可变的射束阻挡器2350定位成在中继透镜2322与2324之间是等距的。在一些实施例中，定位可变的射束阻挡器2350定位在距中继透镜2322及2324中的每一者约300mm的距离处，其中2322及2324两者都为300-mm焦距透镜。在一些实施例中，定位可变的射束阻挡器2350定位在距中继透镜2322及2324中的每一者或两者约100mm至500mm的距离处。
应了解，定位可变的射束阻挡器2350可贯穿一或多次雷射扫描通过维持在单个位置中，诸如以用于多光点与单光点之间的模式变化。例如，当雷射未发射且(数个)电流计镜2340未移动时，可移动定位可变的射束阻挡器2350。此类实施例将不需要移动定位可变的射束阻挡器2350来与(数个)电流计镜2340的移动同步或协调。然而，当雷射1302开启(或发射)且(数个)电流计镜2340移动时，亦可“即时(on-the-fly)”移动定位可变的射束阻挡器2350。
可在控制器1304的引导或间接控制下，藉由音圈或气缸(例如，由美国加利福尼亚州的Yorba Linda的SMC Pneumatics所提出的MX08-30)来移动定位可变的射束阻挡器2350。无论具体控制关系如何，定位可变的射束阻挡器2350的移动可与(数个)电流计镜2340(或其他(数个)快速定位器)的位置控制协调及/或同步。
在一些实施例中，定位可变的射束阻挡器2350可在阻挡器移动平面内的阻挡器移动方向2550上移动，该阻挡器移动平面横向(特别是垂直)于射束路径1360在中继透镜2322与2324之间的区段。例如，定位可变的射束阻挡器2350可相对于小射束2308的光点集合在高度方向上(在阻挡器移动平面内)移动。作为另一选择，定位可变的射束阻挡器2350可相对于小射束2308的光点集合在长度方向上(在阻挡器移动平面内)移动。作为另一选择，定位可变的射束阻挡器2350可相对于小射束2308的光点集合在高度及长度方向两者上(阻挡器移动平面内)移动。在一些实施例中，定位可变的射束阻挡器2350可在雷射射束通过期间，相对于小射束2308的光点集合的长度尺寸在单个方向上(在阻挡器移动平面内)移动。在一些实施例中，定位可变的射束阻挡器2350可在雷射射束通过期间，相对于小射束2308的光点集合的长度尺寸在两个方向上(在阻挡器移动平面内)移动。
在一些实施例中，定位可变的射束阻挡器2350可在雷射射束通过期间，相对于小射束2308的光点集合的高度尺寸在单个方向上(在阻挡器移动平面内)移动。在一些实施例中，定位可变的射束阻挡器2350可在雷射射束通过期间，相对于小射束2308的光点集合的高度尺寸在两个方向上(在孔隙移动平面内)移动。应了解，定位可变的射束阻挡器2350可相对于光点集合保持固定。
在操作中，设定定位可变的射束阻挡器2350来阻挡光点集合的一或多个小射束2308。因为定位可变的射束阻挡器2350的移动相对缓慢，所以利用单一位置中的定位可变的射束阻挡器2350来执行雷射射束相对于物品100的大多数或所有通过，从而在改变定位可变的射束阻挡器2350的位置来更改准许传播至物品100的小射束2308的团体之前，具有准许相对于小射束2308的路径传播的小射束2308的单一团体或群组形状。
藉由选择性地通过小射束群组(或小射束形式或小射束组态)中准许传播的所选择小射束2308来改变光点集合的形状的能力，使单个雷射系统能够利用较小光点集合团体及/或单光点来执行大区域雷射修改及补充修整过程两者。然而，处理过渡区及过小尺寸部分利用了额外的雷射通过及循环时间。
图26为雷射系统2412的示意图，该雷射系统用于在物品100上做出大修改，诸如对大标记200进行标记。雷射系统2412可包括许多与雷射系统2312中所采用的彼等组件相同的组件。然而，雷射系统2412采用呈行动孔隙或定位可变的孔隙2450(诸如行动狭缝孔隙)的形式的小射束选择装置。在一些实施例中，行动孔隙2450可定位在中继透镜2322与2324之间，且较佳地在中继透镜2322与2324之间是等距的。在一些实施例中，行动孔隙2450定位在中继透镜2322的焦平面处(或更精确而言，后焦平面处)或先前所论述的其他位置及距离处，诸如距中继透镜2322及2324中的每一者300mm的距离处，其中两个透镜都具有300mm的焦距，或距中继透镜2322及2324中的每一者或两者约100mm至500mm的距离处。
行动孔隙2450可具有大于或等于光点集合的长度尺寸及高度尺寸的尺寸。作为另一选择，行动孔隙2450可具有小于光点集合的相应尺寸的长度尺寸LA及/或高度尺寸hA。在一些实施例中，行动孔隙2450的高度尺寸可具有足以通过比光点集合所含列数更少列的小射束2308的高度(除非光点集合仅含有一列小射束)。例如，行动孔隙2450的高度尺寸可具有足以仅通过光点集合的单列小射束2308的高度。为方便起见，此种行动孔隙2450可称为线性行动孔隙2450。在一些实施例中，行动孔隙2450的长度尺寸可具有足以通过比光点集合所含行数更少行的小射束2308的长度(除非光点集合仅含有一行小射束)。例如，行动孔隙2450的长度尺寸可具有足以仅通过光点集合的单行小射束2308的长度。
在一些实施例中，行动孔隙2450的长度尺寸或高度尺寸中的一者适于通过一个小射束的射束腰。在一些实施例中，行动孔隙2450的长度尺寸或高度尺寸中的一者适于通过一个小射束的射束腰或至多一个小射束的射束腰加或减5微米。在一些实施例中，行动孔隙2450的长度尺寸或高度尺寸中的一者适于通过一个小射束的射束腰或至多一个小射束的射束腰加或减1微米。在一些实施例中，行动孔隙2450的长度尺寸或高度尺寸中的一者适于通过一个小射束的射束腰或至多一个小射束的射束腰加或减0.5微米。在一些实施例中，行动孔隙2450的长度尺寸或高度尺寸中的一者适于通过一个小射束的射束腰或至多一个小射束的射束腰加或减0.1微米。
可在控制器1304的直接或间接控制下，及/或在电流计(或快速定位器)子控制器(未展示)的直接或间接控制下，藉由音圈或压电转换器来移动行动孔隙2450，该电流计子控制器控制一或多个电流计镜2340的操作。无论具体控制关系如何，行动孔隙2450的移动可与(数个)电流计镜2340(或其他(数个)快速定位器)的位置控制协调及/或同步。
例如，在一个实施例中，采用线性n小射束系统，其中中继透镜2324与扫描透镜的焦距比为“flr”，因此行动孔隙平面处的水平光点至光点间隔为dma，且每一小射束在孔隙处的个别光点大小为SS。行动孔隙2450的驱动器(例如音圈)能够提供加速度aA，而电流计镜2340提供有效加速度aG。为方便起见，在一些实施例中，aA/flr>aG。若情况并非如此，则一些实施例将aG简单地限制为aA/flr。
因此，在一些实施例中，为以扫描速度v0对长度为比2*(n-1)/flr长很多的l0的线进行标记(或雷射修改)，在其边缘处没有过渡区的情况下，可定义tacc-G＝v0/aG及tacc-A＝v0flr/aG，tacc-G及tacc-A为加速至用于电流计扫描器的速度v0及用于行动孔隙的速度v0*flr所必需的相应时间间隔。在不失一般性的情况下，为方便起见，可进一步假定仅沿一个电流计镜2340的轴线标记该线，亦即，为简单起见，可忽略第二电流计镜2340。为方便起见，亦可进一步假定线的起点在用于n个小射束(为方便起见，小射束2308a至小射束2308n)中的小射束1的电流计镜位置x0处，且线的端点在用于n个小射束中的小射束n的电流计镜位置x1+SS/flr处。
相应地，在一些实施例中，雷射系统2312的控制器1304将行动孔隙2450的边缘定位在距小射束2308a的质心为sini＝0.5*(v0*flr)2/aA–SS的距离处，以使得在时间t0时以行动孔隙速度0阻挡所有小射束2308。电流计镜2340可在时间t0时以速度0定位在距x0为0.5v0/aG的距离处，以使得距x1的距离大于x0与x1之间的距离。在时间t0时，控制器1304向电流计镜2340发送命令，来以aG朝位置x0加速，历时为时间tacc-G。在时间t0+tacc-G–tacc-A时，控制器1304向行动孔隙2450的驱动器发送命令，来以aA加速，历时为时间段tacc-A。在时间t0+tacc-G时，行动孔隙2450的边缘位于经过小射束2308a的质心一个光点大小SS处，且以速度v0*flr朝小射束2308b移动。电流计镜2340在位置x0处，且以速度v0朝x1移动。此时控制器1304发送信号来导通雷射1302的雷射脉冲，且做标记过程开始。
在时间t0+tacc-G+dma/(v0*flr)时，行动孔隙2450的边缘已通过小射束2308b，以使得小射束2308b可在位置x0处开始做标记。行动孔隙2450继续以速度v0*flr朝小射束n移动，直至在时间t0+tacc-G+(n-1)dma/(v0*flr)时，控制单元向行动孔隙2450的驱动器发送命令，来以-aA加速，历时为tacc-A，亦即直至行动孔隙2450的边缘停在距小射束2308a的质心为0.5*(v0*flr)2/aA+SS+(n-1)dma的距离处，以使得所有小射束2308通过行动孔隙2450，且小射束2308n的质心在距行动孔隙2450的边缘为0.5*(v0*flr)2/aA–SS的距离处。
当电流计镜2340在距x1为tacc-A*v0的距离处时，控制器1304向行动孔隙2450的驱动器发送命令，来以-aA加速，历时为tacc-A，以使得当电流计镜2340位于x1处时，行动孔隙2450的边缘位于距小射束2308n一个SS处，且速度为-v0。在时间n dma/(v0*flr)的后，行动孔隙2450阻挡所有n个小射束2308，且完成所标记的线。此时，控制器1304切断雷射1302的雷射脉冲(例如，雷射1302可开启，其中雷射脉冲由AOM阻挡)且将电流计镜2340及行动孔隙2450带入用于下一条线的位置中。
在一些实施例中，行动孔隙2450可在孔隙移动平面内在孔隙移动方向2650上移动，该孔隙移动平面横向(特别是垂直)于射束路径1360在中继透镜2322与2324之间的区段。例如，行动孔隙2450可相对于小射束2308的光点集合在高度方向上(在孔隙移动平面内)移动。作为另一选择，行动孔隙2450可相对于小射束2308的光点集合在长度方向上(在孔隙移动平面内)移动。作为另一选择，行动孔隙2450可相对于小射束2308的光点集合在高度及长度方向两者上(在孔隙移动平面内)移动。在一些实施例中，行动孔隙2450可在雷射射束通过期间，相对于小射束2308的光点集合的长度尺寸在单个方向上(在孔隙移动平面内)移动。在一些实施例中，行动孔隙2450可在雷射射束通过期间，相对于小射束2308的光点集合的长度尺寸在两个方向上(在孔隙移动平面内)移动。例如，若光点集合具有相对对角轮廓，诸如分别为图22及图23的光点集合2100a及2100b，则行动孔隙2450可相对于光点集合的斜率对准，且相对于光点集合的长度尺寸及高度尺寸(特别是在行动孔隙具有适合于通过仅一列或一行光点集合的小射束的相对线性尺寸的情况下)对角地移动(在孔隙移动平面内)。
在一些实施例中，行动孔隙2450可在雷射射束通过期间，相对于小射束2308的光点集合的高度尺寸在单个方向上(在孔隙移动平面内)移动。在一些实施例中，行动孔隙2450可在雷射射束通过期间，相对于小射束2308的光点集合的高度尺寸在两个方向上(在孔隙移动平面内)移动。应了解，相对于光点集合或光点集合的任何团体子集保持行动孔隙2450固定的能力可与此等实例中的任何者组合。相对于光点集合或光点集合的任何团体子集保持行动孔隙2450固定的能力可用来实现如先前关于图25所论述的雷射射束的修整通过。
在一些实施例中，可同时采用多个行动孔隙2450。行动孔隙2450可用于同一平面中，且该些行动孔隙可为邻接的或间隔开的。作为另一选择，行动孔隙2450可用于单独的平面中，其中行动孔隙2450为邻接的或间隔开的。(若多个行动孔隙2450定位于单独的平面中，则孔隙框架可形成为具有非常薄的厚度，以使得行动孔隙2450将具有相对于光学路径大致相同的焦点位置。)在一些实施例中，单独的线性行动孔隙2450可用于每一列及/或每一行光点集合。
图27为示范性单个行动孔隙2450相对于小射束群组及对应光点集合(诸如图23的光点集合2100b)的示范性移动的图示，该移动用以产生具有预定修改边缘轮廓的示范性所要修改边缘，该预定修改边缘轮廓大体上垂直于雷射射束轴线1372的通过方向700。
图27及图28为单个行动孔隙2450相对于光点集合(诸如图23的光点集合2100b)的示范性移动的图示。参考图27中所描绘的实例，行动孔隙2450具有足够的尺寸以准许传播所有四个小射束2504e、2504f、2504g及2504h(大体上为或统称为小射束2504)，该些小射束可产生图23的相应光点区域2102e、2102f、2102g及2102h的光点集合2100b。
为方便起见，在示范性的在时间上及空间上分离的孔隙移动位置2510a、2510b、2510c及2510d(大体上为或统称为孔隙位置2510)中描绘行动孔隙2450的移动。孔隙位置2510中的每一者允许传播不同数目个小射束2504。在图27中所展示的实例中，将行动孔隙2450的移动展示为在孔隙移动平面中，该孔隙移动平面横向于小射束2504的路径，其中(行动孔隙的主轴线的)孔隙移动方向2650相对于光点集合2100b的斜率对准(或与光点集合2100b的前缘或后缘的斜率对准)。
行动孔隙2450的移动可具有连续性质或逐步性质。行动孔隙2450的移动可与快速定位器(诸如(数个)电流计镜2340)的控制或移动协调或同步，该快速定位器由控制器1304或一或多个子控制器直接或间接控制。控制器1304或一或多个子控制器亦协调射束轴线1372的位置及雷射脉冲的时序。若行动孔隙2450的移动为逐步的，则该移动可经定时来发生在雷射脉冲之间。应注意，雷射1302的脉冲发射(pulsing)可取决于射束轴线1372的位置，或射束轴线1372的位置可取决于雷射1302的脉冲发射，或两者。
图27A1至图27A4为展示示范性线集合2700d的示范性后缘进展的平面视图，该线集合2700d藉由类似于图23的光点集合2100b的小射束脉冲群组相对于物品100的五次反复集合的四个扫描碰撞集合形成，其中形成光点集合2100b的某些小射束由行动孔隙2450阻挡。详言之，图27A1为展示示范性线集合2700a的平面视图，该线集合2700a藉由类似于光点集合2100b的脉冲群组的五次反复的第一扫描碰撞集合形成，其中小射束2504e、2504f及2504g由行动孔隙2450阻挡。图27A2为展示示范性线集合2700b的平面视图，该线集合2700b藉由类似于光点集合2100b的脉冲群组的五次反复的第一及第二扫描碰撞集合形成，其中小射束2504e及2504f在第二碰撞集合期间由行动孔隙2450阻挡。图27A3为展示示范性线集合2700c的平面视图，该线集合2700c藉由类似于光点集合2100b的脉冲群组的五次反复的第一、第二及第三扫描碰撞集合形成，其中小射束2504e在第三碰撞集合期间由行动孔隙2450阻挡。图27A4为展示示范性线集合2700d的平面视图，该线集合2700d藉由类似于光点集合2100b的脉冲群组的五次反复的第一、第二、第三及第四扫描碰撞集合形成，其中没有小射束在第四碰撞集合期间由行动孔隙2450阻挡。图27B为展示自图27A4中所展示的线集合2700d偏移的第二线集合2700d2的平面视图。图27C为展示自图27B中所展示的第二线集合偏移的第三线集合2700d3的平面视图。
再次参看图27、图27A1-4、图27B及图27C，可在时间0时控制行动孔隙2450以使其处于孔隙位置2510a处，从而阻挡雷射输出的小射束2504g、2504f及2504e沿光学路径1360传播(以使得光点区域2102g、2102f及2102e不会形成于物品100上)，且允许雷射输出的小射束2504h沿光学路径1360传播。(可自具有一或多个雷射脉冲的雷射输出的连续雷射射束或脉冲雷射射束提供小射束2504e、2504f、2504g及2504h。)如图27中所展示，自时间0至时间1，准许小射束2504h碰撞物品100(用于小射束脉冲的示范性五次反复)来提供由划线区段2512a代表的雷射修改或标记2700a，诸如由光点区域2102h(例如，光点区域2102h1、2102h2、2102h3、2102h4及2102h5)形成的扫描线2304h。
可控制行动孔隙2450来在自时间0至时间1的时段期间连续移动，以准许逐渐增加量的小射束2504g经由行动孔隙2450传播，直至全部量的小射束2504g在孔隙位置2510b处不受阻挡。作为另一选择，可控制行动孔隙2450来在时间1时步进为处于孔隙位置2510b，从而阻挡小射束2504f及2504e沿光学路径1360传播(以使得光点区域2102f及2102e不会形成于物品100上)，且允许小射束2504h及2504g沿光学路径1360传播。在图27中所展示的示范性实施例中，行动孔隙2450在孔隙移动方向2650(2650a、2650b及2650c)上移动，该孔隙移动方向为相对于光点集合2100b对角地从右至左及从顶部至底部(当在扫描方向700为从左至右时冲击后缘时)。因此，当冲击后缘时，孔隙移动方向2650将具有与扫描方向700的向量相反的向量分量。
自时间1至时间2，准许两个小射束2504h及2504g碰撞物品100，来提供由划线区段2512b及划线区段2514b代表的雷射修改或标记2700b。由于射束轴线1372相对于物品100的相对运动及准许小射束2504h碰撞物品100的额外时间段，标记2700b中的划线区段2512b比标记2700a的划线区段2512a长。此外，因为行动孔隙2450在自时间0至时间1的第一时间段期间阻挡小射束2504g，且因为光点集合2100b具有对角轮廓，所以划线区段2512b比划线区段2514b长。此外，因为行动孔隙2450在自时间0至时间1的第一时间段期间阻挡小射束2504g，所以划线区段2512b及2514b具有轴向对准的后缘，而不管光点集合2100b的对角轮廓。
在时间2时，可控制行动孔隙2450来处于孔隙位置2510c处，从而阻挡小射束2504e沿光学路径1360传播(以使得光点区域2102e不会形成于物品100上)，且允许小射束2504h、2504g及2504f沿光学路径1360传播。自时间2至时间3，准许三个小射束2504h、2504g及2504f碰撞物品100，来提供由划线区段2512c、2514c及2516c代表的雷射修改或标记2700c。由于射束轴线1372相对于物品100的相对运动及准许小射束2504h碰撞物品100的额外时间段，标记2700c中的划线区段2512c比标记2700b的划线区段2512b长。类似地，由于射束轴线1372相对于物品100的相对运动及准许小射束2504g碰撞物品100的额外时间段，标记2700c中的划线区段2514c比标记2700b的划线区段2514b长。
此外，因为行动孔隙2450在自时间0至时间1的第一时间段期间阻挡小射束2504g，且因为光点集合2100b具有对角轮廓，所以划线区段2512c比划线区段2514c长。类似地，因为行动孔隙2450在自时间0至时间1的第一时间段期间及在自时间1至时间2的第二时间段期间阻挡小射束2504f，且因为光点集合2100b具有对角轮廓，所以划线区段2514c比划线区段2516c长。此外，因为在行动孔隙2450在自时间0至时间1的第一时间段期间阻挡小射束2504g，且在自时间0至时间1的第一时间段期间及在自时间2至时间3的第二时间段期间阻挡小射束2504f，所以划线区段2512c、2514c及2516c具有轴向对准的后缘，而不管光点集合2100b的对角轮廓。
在时间3时，可控制行动孔隙2450来处于完全打开的孔隙位置2510d，从而允许小射束2504h、2504g、2504f及2504e沿光学路径1360传播。自时间3至时间4，准许四个小射束2504h、2504g、2504f及2504e碰撞物品100，来提供由划线区段2512d、2514d、2516d及2518d代表的雷射修改或标记2700d。由于射束轴线1372相对于物品100的相对运动及准许小射束2504h碰撞物品100的额外时间段，标记2700d中的划线区段2512d比标记2700c的划线区段2512c长。类似地，由于射束轴线1372相对于物品100的相对运动及准许小射束2504g碰撞物品100的额外时间段，标记2700d中的划线区段2514d比标记2700c的划线区段2514c长。类似地，由于射束轴线1372相对于物品100的相对运动及准许小射束2504f碰撞物品100的额外时间段，标记2700d中的划线区段2516d比标记2700c的划线区段2516c长。
此外，因为行动孔隙2450在自时间0至时间1的第一时间段期间阻挡小射束2504g，且因为光点集合2100b具有对角轮廓，所以划线区段2512d比划线区段2514d长。类似地，因为行动孔隙2450在自时间0至时间1的第一时间段期间及在自时间1至时间2的第二时间段期间阻挡小射束2504g，且因为光点集合2100b具有对角轮廓，所以划线区段2514c比划线区段2516c长。类似地，因为行动孔隙2450在自时间0至时间1的第一时间段期间、在自时间1至时间2的第二时间段期间及在自时间2至时间3的第三时间段期间阻挡小射束2504e，且因为光点集合2100b具有对角轮廓，所以划线区段2516c比划线区段2518c长。
此外，因为行动孔隙2450在自时间0至时间1的第一时间段期间阻挡小射束2504g，在自时间0至时间1的第一时间段期间及在自时间2至时间3的第二时间段期间阻挡小射束2504f，以及在自时间0至时间1的第一时间段期间、在自时间2至时间3的第二时间段期间及在自时间3至时间4的第三时间段期间阻挡小射束2504e，所以划线区段2512d、2514d、2516d及2518d具有轴向对准的后缘，而不管光点集合2100b的对角轮廓。因此，过渡区2404可自后缘消除。亦应了解，划线区段2512d、2514d、2516d及2518d可延伸穿过中心区2406。
在一些实施例中，轴向对准的后缘可藉由使时间0、1、2、3与4的间的时间间隔分别相对相等来达成。应了解，行动孔隙2450的相对移动速率(在相同方向上或在相反方向上)协同选择性射束定位控制，可用来改变后缘的形状且提供各种未轴向对准的可选择的后缘形状。详言之，选择性地改变行动孔隙2450相对于光点集合的相对移动速率可用来即时提供可选择的形状的高解析度边缘特征，如以后将详细描述。
应了解，将划线区段2512a、2512b、2512c、2512d、2512e、2512f、2512g及2512h(大体上为或统称为划线区段2512)，划线区段2514b、2514c、2514d、2514e、2514f、2514g及2514h(大体上为或统称为划线区段2514)，划线区段2516c、2516d、2516e、2516f、2516g及2516h(大体上为或统称为划线区段2516)，以及划线区段2518d、2518e、2518f、2518g及2518h(大体上为或统称为划线区段2518)展示成离散区段以帮助理解。然而，技艺人士将了解，划线区段各自由依序传递及/或重叠的光点区域构成。此外，该些区段中的两者或两者以上的光点区域可重叠。相应地，雷射修改或标记200的区域可被完全填充或可含有可对人类肉眼可见或不可见的未修改部分。
在一些实施例中，在相对于中继透镜2322及2324(诸如在中继透镜2322与2324之间是等距的)行动孔隙2450的平面处，小射束2504的质心之间的间隔在0.1mm至10mm的范围中。在一些实施例中，在行动孔隙2450的平面处，小射束2504之间的间隔在0.5mm至5mm的范围中。在一些实施例中，在行动孔隙2450的平面处，小射束2504之间的间隔在0.5mm至5mm的范围中。在一些实施例中，在行动孔隙2450的平面处，小射束2504之间的间隔在1mm至2.5mm的范围中。在一些实施例中，在行动孔隙2450的平面处，小射束2504之间的间隔在1.5mm至2mm的范围中。
在众多实施例中，行动孔隙2450在第一中继透镜2322的焦平面处或靠近第一中继透镜2322的焦平面，小射束在此处到达焦点且因此具有最大相对间隔(量测为在射束腰处的跨射束的大小的质心间隔)。第二中继透镜2324可定位成与小射束的焦点隔开其焦距处，以再准直射束。第二中继透镜与第一中继透镜的焦距比给出射束的放大率(该些中继透镜的作用如同两个透镜射束扩展器)。绕射光学元件在不同小射束之间引入分离角。输入射束具有取决于其射束大小(直径或空间主轴线)的发散度。分离角与发散角的比率给出质心的间隔(以光点直径为单位)。对于众多实施例而言，可能需要选择光点区域及光点之间的间隔。该比率由DOE设计(分离角)及输入射束直径(发散度)给出。为判定绝对光点区域及间隔，可利用第一中继透镜的焦平面中的光点大小与所要工作表面光点大小的间的比率。此比率提供第二中继透镜与扫描透镜之间所要的比率。因此，在最简单的情况下，可设计DOE引入的分离角，以使得该分离角与意欲使用的扫描透镜匹配。然后，藉由使用1:1的中继透镜比率，孔隙将与两个中继透镜等距。然而，行动孔隙可距两个中继透镜不同距离。
在一些实施例中，物品100与射束轴线1372之间的相对运动速度在10mm/s至10m/s的范围中。在一些实施例中，物品100与射束轴线1372之间的相对运动速度在25mm/s至5m/s的范围中。在一些实施例中，物品100与射束轴线1372之间的相对运动速度在50mm/s至1m/s的范围中。在一些实施例中，物品100与射束轴线1372之间的相对运动速度在75mm/s至500mm/s的范围中。在一些实施例中，物品100与射束轴线1372之间的相对运动速度在100mm/s至250mm/s的范围中。
在一些实施例中，物品100的表面108处的光点区域之间的光点分离距离a1可为如先前所描述的。作为另一选择，在一些实施例中，光点区域2102之间的光点分离距离a1可在2.5μm至2.5mm的范围中。在一些实施例中，光点区域2102之间的光点分离距离a1可在25μm至1mm的范围中。在一些实施例中，光点区域2102之间的光点分离距离a1可在100μm至500μm的范围中。
在一些实施例中，需要使光点区域2102经由行动孔隙2450以光点可用速率变成工作表面可利用的，该光点可用速率为在行动孔隙的平面处的小射束间隔及物品100与射束轴线1372之间的相对运动速度的函数。在一些实施例中，光点可用速率可藉由将小射束间隔除以物品100与射束轴线1372之间的相对运动速度来判定。在一些实施例中，光点区域2102以在200mm/s至20m/s的范围中的光点可用速率变成工作表面可利用的。在一些实施例中，光点区域2102以在500mm/s至10m/s的范围中的光点可用速率变成工作表面可利用的。在一些实施例中，光点区域2102以在1m/s至5m/s的范围中的光点可用速率变成工作表面可利用的。
在一些实施例中，行动孔隙2450可以孔隙速度移动，该孔隙速度为光点可用速率及在行动孔隙2450的平面处的小射束间隔的函数。在一些实施例中，孔隙速度可藉由将在行动孔隙2450的平面处的小射束间隔除以光点可用速率来判定。在一些实施例中，孔隙速度在自100mm/s至10m/s的范围中。在一些实施例中，孔隙速度在自250mm/s至5m/s的范围中。在一些实施例中，孔隙速度在自500mm/s至2.5m/s的范围中。在一些实施例中，孔隙速度在自750mm/s至1m/s的范围中。在一些实施例中，孔隙速度与电流计镜2340的移动速度相当。
在一个实例中，小射束2504在行动孔隙2450的平面处的间隔可为约1.75mm；物品100与射束轴线1372之间的相对运动速度可为约125mm/s；且物品100的表面108处的光点间隔a1可为约250μm。相应地，孔隙速度可大于或等于约875mm/s，以实现不具有过渡区(如图24中所展示)的直边缘(图27，时间0至时间3)。
图28为行动孔隙2450相对于小射束群组及对应光点集合(诸如图23的光点集合2100b)的示范性移动的图示，该移动用以产生具有修改边缘轮廓的示范性所要前缘，该修改边缘轮廓大体上垂直于雷射射束轴线1372的通过方向700。
图28A1至图28A4为展示示范性线集合2800h的示范性前缘进展的平面视图，该线集合2800h藉由类似于图23的光点集合2100b的小射束脉冲群组相对于物品100的五次反复集合的多个扫描碰撞集合形成，其中形成光点集合2100b的某些小射束由行动孔隙2450阻挡。详言之，图28A1为展示示范性线集合2800e的平面视图，该线集合2800e包括类似于光点集合2100b的脉冲群组的五次反复的第五扫描碰撞集合，其中小射束2504e、2504f、2504g及2504h由行动孔隙2450畅通。示范性线集合2800e可呈现与线集合2700d的彼前缘相同的前缘。图28A2为展示示范性线集合2800f的平面视图，该线集合2800f包括类似于光点集合2100b的脉冲群组的五次反复的第五及第六扫描碰撞集合，其中小射束2504h在第六碰撞集合期间由行动孔隙2450阻挡。图28A3为展示示范性线集合2800g的平面视图，该线集合2800g包括类似于光点集合2100b的脉冲群组的五次反复的第五、第六及第七扫描碰撞集合，其中小射束2504h及2504g在第七碰撞集合期间由行动孔隙2450阻挡。图28A4为展示示范性线集合2800h的平面视图，该线集合2800h包括类似于光点集合2100b的脉冲群组的五次反复的第五、第六、第七及第八扫描碰撞集合，其中小射束2504h、2504g及2504f在第八碰撞集合期间由行动孔隙2450阻挡。图28B为展示自图28A4中所展示的线集合2800h偏移的第二线集合2800h2的平面视图。图28C为展示自图28B中所展示的第二线集合偏移的第三线集合2800h3的平面视图。
参看图28、图28A1至图28A4、图28B及图28C，继续且在示范性的在时间上及空间上分离的孔隙位置2510e、2510f、2510g及2510h(亦大体上为或统称为孔隙位置2510)中描绘图27中所描绘的行动孔隙2450的移动。此等孔隙位置2510中的每一者允许传播不同数目个小射束2504。
在时间5时，行动孔隙2450亦被展示为处于完全打开的孔隙位置2510e，从而允许小射束2504e、2504f、2504g及2504h沿光学路径1360传播。自时间4至时间5，准许四个小射束2504e、2504f、2504g及2504h碰撞物品100，来提供由划线区段2512e、2514e、2516e及2518e代表的线集合2800e。此等划线区段2512e、2514e、2516e及2518e相对于彼此的关系与划线区段2512d、2514d、2516d及2518d彼此所具有的关系相同，其中由于光点集合2100b的对角轮廓及小射束2504g、2504f及2504e的依序不受阻挡，较早起始的划线区段逐渐比较后起始的划线区段长。类似地，划线区段2512e、2514e及2516e相对于如先前关于孔隙移动位置2510d所描述的2512d、2514d及2516d具有相同的关系。此外，由于如先前关于孔隙移动位置2510d所描述的对行动孔隙2450的阻挡动作，划线区段2512e、2514e、2516e及2518e具有轴向对准的后缘。而不管光点集合2100b的对角轮廓。
孔隙移动位置2510d与2510e之间(时间4至时间5之间)的时间间隔可不同于其他依序孔隙位置2510之间的时间间隔。在位置2510d处(到达时间4前)，线集合2700d的后缘已设定，因此时间4与5之间的时间间隔不影响后缘。考虑到线集合2800h的总长度、射束轴线1372跨物品100的通过长度及/或预期标记200的长度，可调整完全打开的孔隙移动位置2510d与2510e之间(时间4与5之间)的时间间隔。类似地，考虑到线集合2800h的总长度、射束轴线1372跨物品100的通过长度及/或预期标记200的长度，可调整完全打开的孔隙移动位置2510d与2510e之间(时间4与5之间)的内部区段长度。
完全打开的孔隙移动位置2510d与2510e之间(时间4与5之间)的时间间隔可比依序部分打开的孔隙移动位置2510(或其他依序时间)之间的时间间隔长。作为另一选择，完全打开的孔隙移动位置2510d与2510e之间(时间4与5之间)的时间间隔可比依序部分打开的孔隙移动位置2510(或其他依序时间)之间的时间间隔短。
完全打开的孔隙移动位置2510d与2510e之间(时间4与5之间)的内部区段长度可比依序部分打开的孔隙移动位置2510(或其他依序时间)之间的内部区段长度长。完全打开的孔隙移动位置2510d与2510e之间(时间4与5之间)的内部区段长度可比依序部分打开的孔隙移动位置2510(或其他依序时间)之间的内部区段长度短。
在时间6时，可控制行动孔隙2450来处于部分打开的孔隙位置2510f处，从而阻挡小射束2504h沿光学路径1360传播，且允许小射束2504g、2504f及2504e沿光学路径1360传播。自时间6至时间7，准许三个小射束2504g、2504f及2504e碰撞物品100，来提供由划线区段2512f、2514f及2516f以及2518f代表的线集合2800f。对小射束2504h的阻挡准许区段2512f的前缘停止，即使光点集合2100b具有以光点区域2102h开始的对角轮廓。因此，线集合2800f中的划线区段2512f的长度约等于线集合2800e的划线区段2512e的长度，而不管射束轴线1372相对于物品100的相对运动。
在时间7时，可控制行动孔隙2450来处于部分打开的孔隙位置2510g处，从而阻挡小射束2504g及2504h沿光学路径1360传播，且允许小射束2504f及2504e沿光学路径1360传播。自时间7至时间8，准许两个小射束2504f及2504e碰撞物品100，来提供由划线区段2512g、2514g及2516g以及2518g代表的线集合2800g。对小射束2504h及2504g的阻挡准许区段2512g及2514g的前缘停止，即使光点集合2100b具有以光点区域2102h开始的对角轮廓。因此，线集合2800g中的划线区段2512g及2514g的长度约等于线集合2800e的划线区段2512e的长度，而不管射束轴线1372相对于物品100的相对运动。
在时间8时，可控制行动孔隙2450来处于部分打开的孔隙位置2510h处，从而阻挡小射束2504h、2504g及2504f沿光学路径1360传播，且允许小射束2504e沿光学路径1360传播。自时间8至时间9，准许小射束2504e碰撞物品100，来提供由划线区段2512h、2514h及2516h以及2518h代表的线集合2800h。对小射束2504h、2504g、2504f的阻挡准许区段2512h、2514h及2516h的前缘停止，即使光点集合2100b具有以光点区域2102h开始的对角轮廓。因此，线集合2800h中的划线区段2512h、2514h及2516h的长度约等于线集合2800e的划线区段2512e的长度，而不管射束轴线1372相对于物品100的相对运动。此外，由于如先前关于孔隙移动位置2510h所描述的对行动孔隙2450的阻挡动作，划线区段2512h、2514h、2516h及2518h具有轴向对准的前缘，而不管光点集合2100b的对角轮廓。
在一些实施例中，轴向对准的前缘可藉由使时间5、6、7、8与9之间的时间间隔分别相对相等来达成。应了解，行动孔隙2450的相对移动速率(在相同方向上或在相反方向上)协同选择性射束定位控制，可用来改变前缘的形状且提供各种未轴向对准的可选择的前缘形状。此外，藉由选择性地通过准许传播的小射束群组的所选择小射束2504，来在雷射通过的相对运动期间改变小射束群组及对应光点集合2100a的原始形状的能力使雷射系统1300能够提供对碰撞物品100的雷射射束的传播边缘轮廓的即时改变。
在一些实施例中，可采用行动孔隙2450的连续移动(而非使行动孔隙2450步进至不同位置)。可藉由改变行动孔隙2450的移动的位置、速度及/或方向来产生前缘及后缘的替代形状。无论是逐步移动或连续移动，若需要，可藉由采用具有诸如光点集合300、400或500的较小光点集合(具有较少及/或较靠近的光点)或具有单光点的修整通过来另外改良前缘锐度及后缘锐度。在此类情况下，与在不使用行动孔隙的情况下，处理中将需要的修整通过相比，极大地减少了修整通过的数目。因此，大标记200的前缘及后缘可在少许处理时间内具有所要解析度。
因为每当不需要光点时，可藉由AOM或雷射本身来切断雷射射束，所以施加至行动孔隙2450的雷射功率可能相当有限。诸如图25中所展示的模式变化可用于具有单光点的延伸的修整通过。因此，可使用薄的轻量型行动孔隙2450，从而增加其回应时间且降低其成本。行动孔隙技术可促进对具有较大数目个(诸如八个或八个以上)光点区域的光点集合的使用，而不需要花费愈来愈多的时间来校正甚至更大的过渡区。
应了解，随着斜光点集合变长，由于拂掠的“垂直间距”，该些斜光点集合亦变高。在较少光点(诸如四个或四个以下光点区域)的光点集合的情况下，拂掠高度可容易地满足或超过用于典型做标记图案的所要解析度。然而，在一些实施例中，对于具有较大光点数(诸如16或更大)的光点集合而言，拂掠高度可产生超过所要解析度的可见效果(对人类肉眼可见)。
图29A及图29B(统称为图29)展示分别具有四列的示范性光点集合与具有十六列的示范性光点集合之间的比较性相对高度位移；且图30A及图30B展示藉由分别具有四列的示范性光点集合及具有十六列的示范性光点集合沿所要曲线周边所产生的比较性标记。图29及图30例示较大拂掠行程的影响。
详言之，图29A及图29B展示垂直于邻近光点区域之间的电流计运动的2.5-μm质心位置差异，从而产生用于四列拂掠行程的7.5μm有效内部拂掠行程高度及用于16列拂掠行程的37.5μm有效内部拂掠行程高度。因此，对于众多实施例而言，藉由一个小射束进行的修改可相对宽，但步进大小仍然为Δ*(n-1)，其中Δ质心位置差异垂直于邻近光点区域之间的电流计运动，并且其中n等于小射束的数目。因此，随着列数增加，步进大小增加且解析度匹配给定曲线变得更困难。对于具有矩形末端的拂掠行程及用来具有有效矩形末端的斜(倾斜边缘)拂掠行程而言同样有此困难。
此曲线匹配困难呈现于图30A及图30B中，该些图展示有效矩形拂掠行程以一般的v(电流计扫描器的工作表面扫描速度)采用2.5μm的Δ及约250μm的D(水平光点至光点间隔)的结果。此等值仅出于解释性目的。图30A中的曲线(由4列拂掠行程产生)的7.5μm解析度比图30B中的曲线(由16列拂掠行程产生)的37.5μm解析度更好，且可能对人类肉眼不可见，该37.5μm解析度可能对人类肉眼是可解析的。
如先前所描述，具有行动孔隙2450的倾斜边缘拂掠行程(具有斜边缘光点集合)可用来提供较好的解析度。在适当的恒定孔隙运动的情况下，可达成直边缘(大体上垂直于雷射射束轴线1372的通过方向700的修改边缘轮廓)，且可避免图24中所展示的过渡区。相应地，可关于包括四个光点的光点集合(诸如在图22中所展示的光点集合2100a中)的实例来示范性地且大体上解释对于诸如图27中所展示的直边缘的时序考虑。用于达成直边缘(其中列a＝b＝c＝0)的光点关闭/开启时间为平凡值：t1＝0，t2＝D/v，t3＝2D/v，及t4＝3D/v，其中D为水平光点至光点间隔，且v为电流计扫描器的工作表面扫描速度。关闭/开启时间t1至t4在此情况下是等间隔的，从而导致行动孔隙2450的恒定速度。
使用对于具有斜边缘拂掠行程的直边缘形式的时序考虑，可随后证明行动孔隙2450的速度的调变可如何用来达成用于非直(曲线或倾斜)边缘，特别是缓慢变化的边缘的单光点边缘解析度。图31展示当采用具有大量列的斜边缘光点集合时，增强的时序协调可如何促进较好的周边解析度的实例。详言之，图31提供关于包括四个光点的光点集合(诸如在图22中所展示的光点集合2100a中)的一般实例的时序考虑。然而应了解，行动孔隙2450的速度调变可用来促进对具有很大拂掠高度h的光点集合的使用。
在个案1中，其中做标记轮廓的边缘远离光点集合2100a的斜边缘(其中列a、b及/或c并非直边缘(亦即，未轴向对准)且不等于零)弯曲，光点关闭时间为：t1＝0、t2＝(D+a)/v、t3＝(2D+a+b)/v及t4＝(3D+a+b+c)/v。相应地，可藉由改变时间：Δt12＝(t2-t1)＝(D+a)/v、Δt23＝(t3-t2)＝(D+b)/v、Δt34＝(t4-t3)＝(D+c)/v等等来利用对于行动孔隙2450的速度调变。
在个案2中，其中做标记轮廓的边缘朝向光点集合2100a的斜边缘(其中列a、b及/或c并非直边缘(亦即，未轴向对准)且不等于零)弯曲，光点关闭时间为：t1＝0、t2＝(D-a)/v、t3＝(2D-a-b)/v及t4＝(3D-a-b-c)/v。相应地，可藉由改变时间：Δt12＝(t2-t1)＝(D-a)/v、Δt23＝(t3-t2)＝(D-b)/v、Δt34＝(t4-t3)＝(D-c)/v等等来利用对于行动孔隙2450的速度调变。
如先前所指出，可藉由很大的拂掠高度h及曲率半径比拂掠高度(光点集合高度)大的任何形状的简单曲线或复合曲线来利用此增强的时序协调技术。在一些实施例中，曲率半径比拂掠高度大很多，诸如大于10倍拂掠高度。此外，此技术亦可用来由斜边缘光点集合产生倾斜直边缘，该些斜边缘光点集合具有不同于倾斜直边缘的斜率。图32展示藉由具有16列的示范性光点集合分别使用简单的时序协调及增强的时序协调沿所要对角周边所做出的比较性标记。
在一些实施例中，光点集合的极大增加的拂掠长度L亦可对具有特定特性的标记200造成挑战。例如，随着愈来愈多的光点添加至拂掠长度L，标记200可具有比拂掠行程长度L短的所要特征长度(作为整个大图案的部分)的几率变得愈来愈可能。虽然有可能切换成单光点(“模式变化”)，但该切换可能对特定情况并非很有效。然而，可在紧密接近第一行动孔隙2450处使用第二行动孔隙3050来充当对光点集合中有多少光点将对给定特征线可利用的选择装置。因此，第一行动孔隙2450仍然可如先前所描述来操作；然而第一行动孔隙2450将因此用于减少的光点数，且因此用于减少的拂掠长度，从而允许将比仅一个光点(单光点“模式变化”)更多的光点用于较短的特征长度。图33为雷射系统的示意图，该雷射系统具有与射束定位器控制协调的多个行动孔隙，其用于用小于光点集合区域的光点区域解析度(或雷射拂掠解析度)做出大修改。图33中所采用的系统可大体上类似于图26中所描绘的系统外加第二行动孔隙3050，该系统可使用相同的控制器1304或未展示的单独控制器或子控制器。虽然行动孔隙3050可具有与行动孔隙2450相同的恒定或调变运动的能力，但该行动孔隙仅需要每个特征或每条线定位一次。
前文是对本发明的实施例的说明且不应理解为对本发明的限制。虽然已描述数个特定示例性实施例，但本领域的技术人员将容易了解，不实质上脱离本发明的新颖教示及优点的情况下，对所揭示的示范性实施例以及其他实施例的诸多修改是可能的。
因此，所有此类修改意欲包括于如权利要求书中所定义的本发明的范畴内。例如，技艺人士将了解，任何句子或段落的标的可与一些或所有其他句子或段落的标的组合，除此类组合互相排斥的情况外。此外，无论相关参考数字或特定实施例或示例性阐述如何，关于任何元件的任何教示适用于任何对应元件，除此类教示对该特定实施例互相排斥的情况外。
对本领域的技术人员将显而易见的是，可在不脱离本发明的基本原理的情况下，对以上所描述的实施例的细节进行诸多变化。因此，本发明的范畴应由以下权利要求书以及包括在其中的权利要求的等效物来判定。

Claims (68)

1.一种用于对一物品的一大区域进行雷射修改的方法，其包含：
引导用于沿一光学路径传播的一雷射射束；
经由一小射束产生器传播该雷射射束，来产生包括三个或三个以上小射束的多个不同小射束的一小射束群组；
采用一小射束选择装置来将该小射束群组分成第一小射束集合及第二小射束集合，其中该第一小射束集合包括第一数目个小射束，并且其中该小射束选择装置准许该第一小射束集合沿该光学路径传播且阻止该第二小射束集合沿该光学路径传播；以及
协调该小射束选择装置的操作与一射束定位系统的操作，其中该射束定位系统控制该雷射射束的一射束轴线相对于该物品的相对运动及相对位置，并且其中该小射束选择装置改变该第一小射束集合中的小射束的该第一数目，来与对该射束轴线相对于该物品的该相对运动或该相对位置做出的变化相协调，以使用可变光点集合来碰撞该物品，该些可变光点集合在该物品上具有对应于该第一数目个小射束的大量光点区域。
2.如权利要求1所述的方法，其中该雷射射束经由一射束整形装置传播，以提供该多个不同小射束，其中该些射束定位系统采用一快速转向定位器，并且其中该小射束选择装置沿该光学路径定位于该射束整形装置与该快速转向定位器之间的一光学位置处。
3.如权利要求2所述的方法，其中该射束整形装置包含一绕射光学元件，并且其中该快速转向定位器包含一电流计镜。
4.如权利要求1所述的方法，其中雷射射束经由一射束扩展器传播，该射束扩展器沿该光学路径定位于该小射束选择装置上游。
5.如权利要求1所述的方法，其中该小射束选择装置沿该光学路径定位于一对中继透镜之间。
6.如权利要求1所述的方法，其中该小射束选择装置包含一基本机械装置。
7.如权利要求6所述的方法，其中该小射束选择装置包含一行动孔隙。
8.如权利要求6所述的方法，其中该小射束选择装置包含一MEMS。
9.如权利要求6所述的方法，其中该小射束选择装置包含一光闸阵列。
10.如权利要求1所述的方法，其中该小射束选择装置的移动横向于该光学路径。
11.如权利要求1所述的方法，其中该小射束选择装置的移动在垂直于该光学路径的一平面内。
12.如权利要求1所述的方法，其中该小射束选择装置具有足以准许传播两个或两个以上小射束的尺寸。
13.如权利要求1所述的方法，其中该小射束选择装置具有准许传播小射束的不相等的高度尺寸及长度尺寸。
14.如权利要求13所述的方法，其中该小射束选择装置的移动沿一方向横向于该光学路径，该方向平行于准许传播小射束的该高度尺寸及该长度尺寸中的较长一者。
15.如权利要求1所述的方法，其中该小射束选择装置的重量小于或等于100g。
16.如权利要求1所述的方法，其中该小射束选择装置具有大于或等于10mm/s的一回应速度。
17.如权利要求1所述的方法，其中该小射束选择装置具有介于约10kHz与约100kHz之间的一频宽。
18.如权利要求1所述的方法，其中该小射束选择装置可藉由一音圈来移动。
19.如权利要求1所述的方法，其中该小射束选择装置包含一金属材料。
20.如权利要求1所述的方法，其中该小射束选择装置包含一非矩形形状。
21.如权利要求1所述的方法，其中该光点集合具有带有一非矩形形状的一光点集合周边。
22.如权利要求1所述的方法，其中该光点集合具有带有平行四边形形状的一光点集合周边。
23.如权利要求1所述的方法，其中该光点集合具有带有一弯曲形状的一光点集合周边。
24.如权利要求1所述的方法，其中该小射束群组包括四个或四个以上小射束。
25.如权利要求1所述的方法，其中该小射束群组包括十六个或十六个以上小射束。
26.如权利要求1所述的方法，其中当准许该些小射束传播至该物品时，该小射束群组的该些小射束在该物品上产生相应光点区域，并且其中光点区域的整个光点集合具有大于或等于10微米的一群组长度尺寸或群组高度尺寸。
27.如权利要求1所述的方法，其中当准许该些小射束传播至该物品时，该小射束群组的该些小射束在该物品上产生相应光点区域，并且其中两个邻近光点区域之间的一光点分离距离在3微米至3毫米的一范围中。
28.如权利要求1所述的方法，其中当准许该些小射束传播至该物品时，该小射束群组的该些小射束在该物品上产生相应光点区域，其中该些光点区域具有一主空间轴线，并且其中两个邻近光点区域之间的一光点分离距离大于该主空间轴线且小于该主空间轴线的六倍大。
29.如权利要求1所述的方法，其中当准许该些小射束传播至该物品时，该小射束群组的该些小射束在该物品上产生相应光点区域，并且其中该些小射束彼此在30微秒内碰撞该物品。
30.如权利要求1所述的方法，其中当准许该些小射束传播至该物品时，该小射束群组的该些小射束在该物品上产生相应光点区域，并且其中该些小射束大体上同时碰撞该物品。
31.如任何前述权利要求所述的方法，其中该小射束选择装置沿该光学路径占据一光学位置，其中最靠近的邻近小射束之间的间隔在0.1mm至10mm的一范围中。
32.如权利要求1所述的方法，其中该小射束选择装置沿该光学路径占据一光学位置，其中最靠近的邻近小射束之间的间隔在0.5mm至5mm的一范围中。
33.如权利要求1所述的方法，其中该射束轴线与该物品之间的该相对运动在10mm/s至10m/s的一范围中。
34.如权利要求1所述的方法，其中该射束轴线与该物品之间的该相对运动在75mm/s至500mm/s的一范围中。
35.如权利要求1所述的方法，其中该小射束选择装置沿该光学路径占据一光学位置，其中当准许该些小射束传播至该物品时，该小射束群组的该些小射束在该物品上产生相应光点区域，并且其中该些光点区域经由该小射束选择装置以一光点可用速率变成该物品可利用的，该光点可用速率为在该光学位置处的小射束间隔及该物品与该射束轴线之间的相对运动速度的一函数。
36.如权利要求35所述的方法，其中通过该小射束选择装置的该光点可用速率在200mm/s至20m/s的一范围中。
37.如权利要求35所述的方法，其中通过该小射束选择装置的该光点可用速率在500mm/s至10m/s的一范围中。
38.如权利要求1所述的方法，其中该小射束选择装置沿该光学路径占据一光学位置，并且其中该小射束选择装置具有一速度，该速度为在该光学位置处的小射束间隔及一光点可用速率的一函数，该些光点区域经由该小射束选择装置以该光点可用速率变成该物品可利用的。
39.如权利要求38所述的方法，其中该小射束选择装置的该速度为在该光学位置处的该小射束间隔除以该光点可用速率的一函数。
40.如权利要求1所述的方法，其中该小射束选择装置具有在100mm/s至10m/s的一范围中的一速度。
41.如权利要求1所述的方法，其中该小射束选择装置具有在500mm/s至2.5m/s的一范围中的一速度。
42.如权利要求1所述的方法，其中该光点集合包括多列及多行光点区域，其中该光点集合具有带有与一平行四边形的形状类似的一形状的一周边，其中该相对运动包括该射束轴线在跨该物品的一部分的一通过方向上的一雷射通过，其中该小射束选择装置在该雷射通过期间的一第一时间段期间阻挡多个小射束，其中该小射束选择装置在一第二时间段期间阻挡的小射束比在该第一时间段期间少，并且其中该小射束选择装置在一第三时间段期间阻挡的小射束比在该第二时间段期间少。
43.如权利要求42所述的方法，其中该第一时间段先于该第二时间段，其中该第二时间段先于该第三时间段，其中在该第一时间段期间准许至少一第一小射束经由该小射束选择装置传播，其中在该第二时间段期间准许至少该第一小射束及一第二小射束经由该小射束选择装置传播，其中在该第三时间段期间准许至少该第一及第二小射束以及一第三小射束经由该小射束选择装置传播，其中在该雷射通过期间，该第一、第二及第三小射束在该物品的该部分上或内形成相应第一、第二及第三平行线区段，其中该第一、第二及第三小射束各自处于该小射束群组的一不同列及一不同行中，其中该第一、第二及第三平行线区段具有依序定址的相应第一、第二及第三起始点，并且其中该第一、第二及第三起始点为共线的，且形成垂直于该通过方向的一后缘。
44.如权利要求42所述的方法，其中该第三时间段先于该第二时间段，其中该第二时间段先于该第一时间段，其中在该第一时间段期间准许至少一第一小射束经由该小射束选择装置传播，其中在该第二时间段期间准许至少该第一小射束及一第二小射束经由该小射束选择装置传播，其中在该第三时间段期间准许至少该第一及第二小射束以及一第三小射束经由该小射束选择装置传播，其中在该雷射通过期间，该第一、第二及第三小射束在该物品的该部分上或内形成相应第一、第二及第三平行线区段，其中该第一、第二及第三小射束各自处于该小射束群组的一不同列及一不同行中，其中该第一、第二及第三平行线区段具有依序定址的相应第一、第二及第三终止点，并且其中该第一、第二及第三终止点为共线的，且形成垂直于该通过方向的一前缘。
45.如权利要求42所述的方法，其中该第一时间段先于该第二时间段，其中该第二时间段先于该第三时间段，其中在该第一时间段期间准许至少一第一小射束经由该小射束选择装置传播，其中在该第二时间段期间准许至少该第一小射束及一第二小射束经由该小射束选择装置传播，其中在该第三时间段期间准许至少该第一及第二小射束以及一第三小射束经由该小射束选择装置传播，其中在该雷射通过期间，该第一、第二及第三小射束在该物品的该部分上或内形成相应第一、第二及第三平行线区段，其中该第一、第二及第三小射束各自处于该小射束群组的一不同列及一不同行中，其中该第一、第二及第三平行线区段具有依序定址的相应第一、第二及第三起始点，并且其中该第一、第二及第三起始点形成与该通过方向成曲线的一后缘。
46.如权利要求45所述的方法，其中该后缘相对于该通过方向具有一复合曲线轮廓。
47.如权利要求45所述的方法，其中该后缘相对于该通过方向具有一凹曲线轮廓。
48.如权利要求45所述的方法，其中该后缘相对于该通过方向具有一凸曲线轮廓。
49.如权利要求45至48中任一项所述的方法，其中该平行四边形具有相对于该通过方向带有一正斜率的一边。
50.如权利要求45至48中任一项所述的方法，其中该平行四边形具有相对于该通过方向带有一负斜率的一边。
51.如权利要求1至48中任一项所述的方法，其中该雷射修改包含一雷射标记。
52.如权利要求1至7及10至48中任一项所述的方法，其中该小射束产生器包含一绕射光学元件，其中该小射束选择装置包含一行动孔隙，其中该射束定位系统包含一电流计镜，以影响该射束轴线相对于该物品的该相对运动及相对位置，其中该行动孔隙的移动与该电流计镜的移动相协调，并且其中该雷射修改包含一雷射标记。
53.如权利要求1所述的方法，其中该雷射修改覆盖1mm2的一最小区域。
54.如权利要求1所述的方法，其中该雷射修改具有100微米的一最小尺寸。
55.如权利要求1所述的方法，其中使用具有小于2μm的一尺寸的一光点区域，该光点集合在该物品的一表面处具有10μm×10μm的一最小区域。
56.如权利要求1所述的方法，其中该光点集合在该物品的一表面处具有10μm的一最小尺寸。
57.如权利要求1所述的方法，其中在该物品的一表面之下做出该雷射修改，而不损坏该物品的该表面。
58.如权利要求2至57中任一项所述的方法，其附属于权利要求2至57中任一项或权利要求2至57的任何组合，该些权利要求并不互相排斥。
59.一种用于对一物品的一大区域进行雷射做标记的方法，其包含：
引导用于沿一光学路径传播的一雷射射束；
经由一绕射光学元件传播该雷射射束，来产生包括三个或三个以上小射束的多个不同小射束的一小射束群组；
采用一行动孔隙来将该小射束群组分成第一小射束集合及第二小射束集合，其中该第一小射束集合包括数个小射束，并且其中该小射束选择装置准许该第一小射束集合沿该光学路径传播且阻止该第二小射束集合沿该光学路径传播；以及
协调该孔隙的操作与沿该光学路径定位的一电流计镜的操作，其中该电流计镜影响该雷射射束的一射束轴线相对于该物品的相对运动及相对位置，并且其中该行动孔隙的移动改变该第一集合中的小射束的该数目，来与对该射束轴线相对于该物品的该相对运动或该相对位置做出的变化协调。
60.如权利要求2至7及10至58中任一项所述的方法，其附属于权利要求59而非权利要求1。
61.一种用于对一物品进行一大区域雷射修改的雷射系统，其包含：
一雷射，其可操作以用于产生用于沿一光学路径传播的一雷射射束；
一小射束产生器，其可操作以用于产生包括三个或三个以上小射束的多个不同小射束的一小射束群组；
一小射束选择装置，其可操作以用于将该小射束群组划分成第一小射束集合及第二小射束集合，其中该第一小射束集合包括数个小射束，并且其中该小射束选择装置可操作来准许该第一小射束集合沿该光学路径传播且可操作来阻止该第二小射束集合沿该光学路径传播；
一射束定位系统，其可操作以用于使该雷射射束的一射束轴线相对于该物品的相对运动改变该射束轴线相对于该物品的位置；以及
一控制器，其可操作以用于控制该射束轴线相对于该物品的该相对运动及该相对位置，且可操作以用于使该小射束选择装置改变该第一集合中的小射束的该数目，来与对该射束轴线相对于该物品的该相对运动或该相对位置做出的变化相协调。
62.如权利要求61所述的雷射系统，其中该小射束产生器包含一绕射光学元件，其中该小射束选择装置包含一行动孔隙，其中该射束定位系统包含一电流计镜，该电流计镜可操作来影响该射束轴线相对于该物品的该相对运动及相对位置，其中该行动孔隙的移动与该电流计镜的移动相协调，并且其中该雷射修改包含一雷射标记。
63.如权利要求2至58中任一项所述的雷射系统，其附属于权利要求61而非权利要求1。
64.一种用于促进对一物品的一大区域进行雷射修改的方法，该大区域具有带有一预定修改边缘轮廓的一所要修改边缘，其中该所要修改边缘具有带有一局部边缘轮廓的一所要局部边缘部分，该方法包含：
沿一光学路径同时传播一雷射射束，该雷射射束包括多个不同雷射小射束的一小射束形式，该些雷射小射束包括三个或三个以上雷射小射束，该雷射射束具有与该物品相交的一射束轴线，其中该小射束形式对应于该物品上的光点区域的一光点集合，且每当准许该些相应雷射小射束传播至该物品时，提供该些雷射小射束与该些光点区域的一一对应关系，其中该光点集合具有一光点集合边缘轮廓，该边缘轮廓不同于用于该所要修改边缘的该局部边缘轮廓；
采用一射束定位系统来在相对于该物品上的所要位置的一通过方向上引导该射束轴线的一雷射通过，其中该通过方向横向于该所要修改边缘的该所要局部边缘部分；
在该雷射通过期间的一第一时间段期间采用一小射束选择装置来阻挡第一数目个雷射小射束，以阻止该第一数目个雷射小射束在该第一时间段期间在该小射束选择装置下游沿该光学路径传播，且准许不受阻挡的雷射小射束在该第一时间段期间在该小射束选择装置下游沿该光学路径传播；
在该雷射通过期间的一第二时间段期间采用该小射束选择装置来阻挡第二数目个雷射小射束，以阻止该第二数目个雷射小射束在该第二时间段期间在该小射束选择装置下游沿该光学路径传播，且准许不受阻挡的雷射小射束在该第二时间段期间在该小射束选择装置下游沿该光学路径传播，其中该第二数目不同于该第一数目；
在该雷射通过期间的一第三时间段期间采用该小射束选择装置来阻挡第三数目个雷射小射束，以阻止该第三数目个雷射小射束在该第三时间段期间在该小射束选择装置下游沿该光学路径传播，且准许不受阻挡的雷射小射束在该第三时间段期间在该小射束选择装置下游沿该光学路径传播，其中该第三数目不同于该第二数目，其中该第一、第二及第三数目影响用于该雷射射束的一传播边缘轮廓，其中该雷射射束的该传播边缘轮廓影响由该雷射射束做出的一修改边缘；以及
协调该小射束选择装置的操作与该射束定位系统的操作，以使得该雷射射束的该传播边缘轮廓不同于该雷射射束的该光点集合边缘轮廓，以使得该雷射射束的该传播边缘轮廓类似于该所要修改边缘的该所要局部边缘部分的该局部边缘轮廓，因此该雷射射束的该传播边缘轮廓与该大区域的该所要修改边缘的该所要局部边缘部分的位置同步。
65.如权利要求2至58中任一项所述的方法，其附属于权利要求64而非权利要求1。
66.一种雷射标记，其包含：
一主区域，其具有主长度尺寸及主高度尺寸，且具有一雷射光点集合的雷射拂掠行程，该雷射光点集合含有复数个雷射光点，以提供一光点集合长度尺寸、一光点集合高度尺寸、一光点集合区域及一光点集合边缘，该光点集合边缘具有相对于该光点集合长度尺寸或该光点集合高度尺寸成一角度的一斜率，该角度介于0度与180度之间；以及
与该主区域相邻的复数个毗连的次区域，其定义该标记的一标记边缘，其中该标记边缘具有一曲线轮廓，其中该些雷射拂掠行程自该些次区域至该主区域系连续的，并且其中该些次区域中的该些拂掠行程中的一些含有拂掠行程区段，该些拂掠行程区段具有比该雷射光点集合中少的雷射光点，来以高于该光点集合长度尺寸或该光点集合高度尺寸的一拂掠行程解析度给该所标记边缘提供一曲线边缘轮廓。
67.如权利要求2至58中任一项所述的雷射标记，其附属于权利要求66而非权利要求1。
68.如任何前述权利要求所述的雷射标记，其中该拂掠行程边缘解析度对人类肉眼不可见。
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