CN108027583A - 动态全息非扫描打印装置 - Google Patents

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Abstract

打印装置(106)，包括动态全息打印应用程序，其配置为基于二维内容生成激光控制信号和LCOS‑SLM(硅基液晶空间光调制器)控制信号，所述二维内容对应于光刻掩膜。激光源(110)基于激光控制信号生成多个入射激光束。LCOS‑SLM(112)基于所述LCOS‑SLM控制信号调制所述多个入射激光束，生成多个全息波前(214、216)，每个所述全息波前形成至少一个对应的焦点。LCOS‑SLM在多个全息波前的焦点的干涉点处生成多个区别聚焦光场区域(506、508、510)。多个区别聚焦光场区域对应于二维内容。

Description

动态全息非扫描打印装置
技术领域
本发明涉及一种装置和方法。更具体地，本发明涉及打印机和打印的方法。更加具体地，本发明涉及全息打印机和使用全息投影仪打印的方法。一些实施例涉及用于加热目标表面的全息投影仪，以及使用全息投影来加热目标表面的方法。一些实施例涉及用于固化目标表面的全息投影仪，以及使用全息投影来固化目标表面的方法。
背景技术
3D打印是指用于合成三维对象的各种过程。在3D打印中，在计算机控制下形成连续的材料层，以创建三维物理对象。这些对象几乎可以是任何形状或几何形状的，并且都是从3D模型或其他电子数据源产生的。不幸的是，因为每次只能打印一层，并且机械扫描会导致打印错误的风险(包括未对准和精度差)，3D打印需要很长的时间。
本文描述了使用全息投影系统加热(或甚至固化)目标表面的装置、方法和系统。
从物体散射的光包含幅度和相位信息。通过众所周知的干涉技术，该幅度和相位信息可以被捕获在例如光敏板上，以形成包括干涉条纹的全息记录或“全息图”。全息图可以通过用合适的光进行照射来重建，以形成原始图像的二维或三维全息重建或重放图像代表。
计算机生成的全息图可以数字地模拟干涉过程。可以通过基于例如菲涅耳变换或傅里叶变换的数学变换的技术来计算计算机生成的全息图(“CGH”)。这些类型的全息图可以被称为菲涅尔或傅里叶全息图。傅里叶全息图可以认为是物体的傅里叶域表示或物体的频域表示。例如，CGH也可以通过相干射线跟踪或点云技术来计算。
CGH可以被编码在空间光调制器(“SLM”)上，该SLM配置为调节入射光的振幅和/或相位。例如，可以使用电子可寻址液晶、光学可寻址液晶或微反射镜来实现光调制。
SLM可以包括多个单独可寻址的像素，其也可以称为单元或元素。光调制方案可以是二元的、多级的或连续的。可替换地，该装置可以是连续的(即不包括像素)，并且因此，光调制可以在整个装置上连续。SLM可以是反射性的，意味着调制光从SLM反射输出。SLM同样可以是透射性的，意味着从SLM输出的调制光是透射性的。
附图说明
为了易于识别任何特定元件或行为的讨论，参考标记中的最高有效数字位指的是第一次引入元件的图号。
图1根据一个示例实施例阐释了动态全息打印的示例的框图；
图2根据一个示例实施例阐释了动态全息打印的另一示例的框图；
图3根据另一示例实施例阐释了动态全息打印的示例的框图；
图4根据一个示例实施例阐释了动态全息打印装置的打印操作的示例的框图；
图5根据一个示例实施例阐释了三维打印的对象的示例的框图；
图6是阐释了LCOS-SLM(硅基液晶空间光调制器)的截面的图；
图7是一流程图，其根据示例实施例阐释了动态全息打印装置的操作的一个示例；
图8是一流程图，其根据示例实施例阐释了动态全息打印装置的操作的另一示例；
图9是一流程图，其根据示例实施例阐释了动态全息打印装置的操作的另一示例；
图10是根据一些实施例阐释机器的组成的框图，该组成能够从机器可读介质读取指令并执行本文讨论的任何一种或多种方法。
发明内容
示例方法和系统涉及动态全息打印装置。示例仅代表可能的变型。除非明确说明，否则结构(例如结构组件(如模块))是可选的，并且可以合并或细分，操作(例如在程序、算法或其他函数中的操作)顺序可以不同或可以合并或细分。为了解释清楚，如下描述介绍许多具体细节以便读者深入了解示例实施例。这对于本领域技术人员来说是明显的，然而，本发明的主题可以在没有这些具体细节的情况下实施。
可以生成和操纵动态全息波前，使得激光的相长干涉和相消干涉可以精确地控制在三维空间区域上。有了足够的能量，这些相长干涉和相消干涉点就有足够的能量以产生热量。可以使用激光波前的相长干涉和相消干涉来控制加热的位置和强度，以将调制光(例如单一光束)聚焦并精确地按路线发送到三维空间中，以使用传统的3D光刻/烧结技术来打印三维对象。
该方法允许生成的波前用于同时打印3D对象的全部“层”，而不需要对材料表面进行任何机械或空间扫描。该全息层的作用像光刻“掩膜”一样，但是将动态激光聚焦为掩模，而不是像传统物理掩模那样依赖于光的静态机械阻挡。下面描述使用全息技术的打印机装置的示例实施例。
打印机装置使用通过全息空间光调制器(例如LCOS-SLM(硅基液晶空间光调制器)系统)衍射的激光(并且可选地是反射式的)。LCOS-SLM(硅基液晶空间光调制器)用于调制激光的相位或幅度，以生成全息波前(即(例如在表面上)重建的波前，以形成全息重建或全息图像)。调制光的相位以这样的方式被控制，使得可以生成全息波前，可选地，形成多个焦点或者形成仅单一焦点。调制光的相位以这样的方式可以被控制，以形成具有任何配置的全息图像。也就是说，LCOS-SLM根据LCOS-SLM控制信号重新分配接收的光能量。从本发明中可以理解，接收光能可以聚焦到例如一个焦点。来自多个全息波前的相长干涉和相消干涉发生在焦点处，导致来自激光的能量集中。集中的能量加热或固化在目标材料的表面层的材料(例如加热感光纸)。因为焦点是通过波形重建产生的，可以非常精确地控制焦点的图案和位置，以通过调制激光的相位和/或幅度来创建复杂的图案和形状。在一些实施例中，SLM是LCOS-SLM。因此，LCOS-SLM允许用户引导全息场改变干涉图案的位置。
在一些实施例中，装置可以包括硬件处理器；激光源，该激光源配置为基于激光控制信号生成入射激光束组；和/或LCOS-SLM，该LCOS-SLM配置为接收入射激光束组，基于LCOS-SLM控制信号来调制入射激光束组，生成全息波前组，每个全息波前形成至少一个对应的焦点，基于全息波前组的焦点的干涉点生成区别聚焦光场区域组，所述区别聚焦光场区域对应于二维内容，并固化目标材料的层。
提供了一装置包括：硬件处理器，包括动态全息打印应用程序，其配置为基于二维内容生成激光控制信号和LCOS-SLM(硅基液晶空间光调制器)控制信号；激光源，该激光源配置为基于激光控制信号生成多个入射激光束；LCOS-SLM，该LCOS-SLM配置为接收多个入射激光束，基于LCOS-SLM控制信号调制多个入射激光束，从经调制的多个入射激光束生成多个全息波前，每个全息波前具有对应的焦点，基于多个全息波前的焦点的干涉点生成多个区别聚焦光场区域，该区别聚焦光场区域对应于形成在目标材料层上的二维内容，并固化目标材料的层。
在一些实施例中，硬件处理器可以包括动态全息打印应用程序，其配置为基于对应于光刻掩膜的二维内容生成激光控制信号和LCOS-SLM(硅基液晶空间光调制器)控制信号。
在一些实施例中，这种装置可以进一步包括激光源控制器，该激光源控制器连接到激光源，配置为接收激光控制信号，并响应于激光控制信号和/或连接到LCOS-SLM的LCOS-SLM控制器来控制激光源，LCOS-SLM控制器配置为接收LCOS-SLM控制信号，并响应于LCOS-SLM控制信号来控制LCOS-SLM。
在一些实施例中，LCOS-SLM配置为将激光聚焦到至少一个焦点。如果功率密度足够高，则可以在至少一个焦点处发生固化。也就是说，在这些实施例中，不需要多个焦点的干涉来实现固化所需的功率密度。
在一些实施例中，LCOS-SLM配置为接收第一激光和第二激光。在一些实施例中，第一激光是在SLM的第一多个像素上被接收的，第二激光是在SLM的第二多个像素上被接收的。在一些实施例中，第一激光和第二激光同时或基本上同时被接收。第一多个像素配置为将第一激光聚焦到至少一个第一焦点。第二多个像素配置为将第二激光聚焦到至少一个第二焦点。在一些实施例中，至少一个第一焦点和至少一个第二焦点基本上重合。在这些实施例中，如果功率密度足够高，在焦点处发生相长干涉并且将发生目标表面的固化。可以理解，SLM的像素可以被分成任意数量的子集，每个子集设置为接收相应的激光并将相应的激光聚焦到至少一个焦点。在其他实施例中，可以用多个SLM将相应的多个激光光束带到共同的区别聚焦光场区域，以在区别聚焦光场区域固化目标表面。在一些实施例中，动态全息打印应用程序配置为：识别预定义的空间位置组，预定义的空间位置组对应于与LCOS-SLM相邻的目标材料层上的二维内容，生成LCOS-SLM控制信号和激光控制信号以调整经调制的入射激光束的组的焦点位置，使其对应于预定义的空间位置组，LCOS-SLM固化基于多个预定义的空间位置而形成的干涉点处的目标材料的一部分。
在一些实施例中，动态全息打印应用程序配置为：识别第一组预定义的空间位置，其对应于目标材料中与LCOS-SLM相邻的二维内容的第一部分，基于第一组预定义的空间位置，调整激光控制信号和LCOS-SLM控制信号，并基于第一组预定义的空间位置，形成调制激光束组的第二组焦点，二维内容的第一部分在基于目标材料表面上的第二组焦点的干涉点处固化。
在一些实施例中，动态全息打印应用程序配置为：识别第二组预定义的空间位置，其对应于目标材料中二维内容的第一部分，基于第二组预定义的空间位置，调整激光控制信号和LCOS-SLM控制信号，并基于第二组预定义的空间位置，形成调制激光束组的第三组焦点，基于目标材料表面上的第三组焦点，除了基于第二组焦点的干涉点之外，还基于第三组焦点形成另一组干涉点，二维内容的第二部分在该另一组在干涉点处固化。
在一些实施例中，动态全息打印应用程序配置为：接收对应于二维内容的打印数据，基于二维内容识别目标材料表面上的区域，基于二维内容识别对应于目标材料表面上的区域的第二组焦点，并基于第二组焦点调整激光控制信号和LCOS-SLM控制信号，目标材料表面上的区域在基于第二组焦点的干涉点处固化。
在一些实施例中，动态全息打印应用程序配置为：接收对应于二维内容的打印数据；基于二维内容计算干涉点的位置的组，计算与干涉点的位置的组相对应的焦点的组；基于与干涉点的位置的组相对应的焦点的位置的组，生成激光控制信号和LSOC-SLM控制信号，以形成全息波前；在全息波前的干涉点的位置组处加热目标材料，并在目标材料的加热位置处形成二维内容。
在一些实施例中，LCOS-SLM配置为调制所述激光束组的相位和振幅的至少其中之一，并生成在焦点处干涉的全息波前组。
在一些实施例中，这种装置可以进一步包括MEMS装置，其配置为接收来自激光源的入射激光束组，和/或MEMS控制器，其配置为生成MEMS控制信号至MEMS装置，MEMS装置基于MEMS控制信号在LCOS-SLM上的位置组处对入射激光束组进行反射，LCOS-SLM配置为接收在该位置组处的入射激光束组，以调制在位置组处的入射激光束组，并生成来自调制的在位置组处的入射激光束组的第二组全息波前。
在一些实施例中，每个全息波前生成至少一个对应的焦点，并加热甚至固化在全息波前的第二组的焦点的干涉点的目标材料的一部分。经调制的激光束包括至少空间调制的纯相位光和空间调制的纯幅度光的组合。
在一些实施例中，LCOS-SLM是反射式的装置。也就是说，LCOS-SLM以反射的形式输出空间调制的光。然而，本发明同样可应用于透射式的LCOS-SLM。
术语“全息图”用于指包含关于物体的振幅和/或相位信息的记录。术语“全息重建”用于指通过照射全息图形成的物体的光学重建。术语“重放场”用于指形成全息重构的空间中的平面。术语“图像”和“图像区域”指由形成全息重建的光照亮的重放场的区域。
在此参考关于由空间光调制器形成的空间调制光的波前的“全息波前”。波前被描述为全息，因为它在重放场中引起全息重建。在一些实施例中，全息波前通过在重放场的干涉引起全息重建。在一些实施例中，空间光调制器对波前应用空间变化的相位延迟。每个入射激光束因此引起对应的全息波前。在一些实施例中，LCOS-SLM配置为接收多个入射激光束，并输出相应的多个全息波前。
在此还参考关于在重放场处形成全息重建的每个全息波前“形成焦点”。术语“焦点”是指在重放场中存在光能浓度。例如，每个全息波前可将光聚集到重放场中的多个相对较小的区域中。术语“焦点”因此仅仅反应了光能的集中。术语“点”因此仅仅反映这些浓度区域可以是复数的，并且可以相对小的以实现高能量密度。例如，接收的激光束可以被空间光调制器集中或聚焦到重放场中的多个点。
关于SLM的操作，术语“编码”、“写”、“寻址”用于描述相对于多个控制值提供多个SLM像素的过程，多个控制值分别确定每个像素的调制级。可以说，SLM的像素配置为响应于接收到的多个控制值而“显示”光调制分布。
术语“光”在本文中以其最广泛的含义使用。一些实施例同样适用于可见光、红外光和紫外光及其任何组合。
一些实施例仅以举例的方式描述1D和2D全息重建。在其他实施例中，全息重建是3D全息重建。也就是说，在一些实施例中，每个计算机生成的全息图形成3D全息重建。
一些实施例仅以示例的方式涉及激光器，并且本申请同样适用于如所描述的具有足够的光能以形成等离子体的任何光源。
具体实施方式
已经发现，可接受质量的全息重建可以从包含涉及原始对象的纯相位信息的“全息图”形成。这种全息记录可以称为纯相位全息图。一些实施例设计纯相位全息图，仅作为示例。也就是说，在一些实施例中，空间光调制器仅对入射光应用相位延迟分布。在一些实施例中，每个像素应用的相位延迟的多级的。即每个像素可以设置在离散数量的相位等级中的一个上。离散数量的相位等级可以选自更大的相位等级组或“选择”。
在一些实施例中，计算机生成的全息图是用于重建的对象的傅里叶变换。在这些实施例中，可以说，全息图是对象的傅里叶域或频域表示。一些实施例使用反射式的SLM以显示纯相位傅里叶全息图，并在重放场(例如诸如屏幕或扩散器的光接收表面)产生全息重建。
可以设置光源(例如激光器或半导体激光器)以通过准直透镜来光照SML140。准直透镜导致大致平面的波前光入射到SLM上。波前的方向是离位的(off-normal)(例如与真正垂直于透明层的平面相距两度或三度)。例如，在其他实施例中，使用分束器在正入射处提供大致平面的波前。在实施例中，该布置使得来自光源的光从SLM的镜像后表面反射，并且与相位调制层相互作用，以形成出射波前。出射波前施加到包括傅里叶变换透镜的光学器件，其焦点位于屏幕。
傅里叶变换透镜接收来自SLM的相位调制光，并进行频率空间变换，以在屏幕上产生全息重建。
光入射SLM的制层(即相位调制元件的阵列)。离开相位调制层的调制光分布在重放场中。值得注意的是，在这种类型的全息图中，全息图的每个像素有助于整个重建。也就是说，在重放场上的特定点与特定的相位调制元件之间不存在一一对应的相关性。
在这些实施例中，全息重构在空间中的位置由傅里叶变换透镜的折射(聚焦)焦度决定。在一些实施例中，傅里叶变换透镜是物理透镜。也就是说，傅里叶变换透镜是光学傅里叶变换透镜，并且光学地执行傅里叶变换。任何透镜都可以作为傅里叶变换透镜，但透镜的性能将限制其执行的傅里叶变换的精度。本领域技术人员理解如何使用透镜以进行光学傅里叶变换。然而，在其他实施例中，通过在全息数据中包括透镜数据来计算地执行傅里叶变换。也就是说，全息图包括表示透镜的数据和表示图像的数据。在计算机生成的全息图领域中，已知如何计算透镜的全息数据代表。透镜的全息数据代表可以称为软件透镜。例如，可以通过计算由于其折射率和空间变化的光程长度而引起的由透镜的每个点引起的相位延迟，来形成纯相位全息透镜。例如，凸透镜中心处的光程长度大于透镜边缘处的光程长度。纯幅度全息透镜可以由菲涅耳波带片形成。在计算机生成的全息图技术中也已经知道如何将透镜的全系数据代表与物体的全息数据代表相结合，使得可以在不需要物理傅里叶透镜的情况下执行傅里叶变换。在一些实施例中，透镜数据通过简单的矢量相加与全息数据结合。在一些实施例中，物理透镜与软件镜头一起使用，以执行傅里叶变换。可选地，在其他实施例中，完全省略了傅里叶变换透镜，使得全息重建在远场中发生。在进一步的实施例中，全息图可以包括光栅数据，即布置为执行例如波束控制的光栅的功能的数据。再一次地，在计算机生成的全息图领域中，已经知道如何计算这种全息数据并将其与对象的全息数据代表结合起来。例如，可以通过对由闪耀光栅表面上的每个点引起的相位延迟进行建模来形成纯相位全息光栅。纯幅度全息光栅可以简单地叠加物体的纯幅度全息图代表上，以提供纯幅度全息图的角转向。
在一些实施例中，全息图仅是软件透镜。也就是说，软件透镜不与其他全息数据(例如对象的全息数据代表)组合。在一些实施例中，全息图包括软件透镜和软件光栅，其布置为确定由软件透镜聚焦的光的空间位置。可以理解，全息图可以产生任何期望的光场。在一些实施例中，多个全息图形成的光场是干涉的(例如是相长干涉的)，以形成等离子体。因此，应当理解，由于空间光调制器可以用不同的全息图进行动态重建，所以等离子体处于软件控制之下。因此，提供了用于控制等离子体的全息系统。
期望的2D图像的傅里叶全息图可以通过多种方式计算，包括使用算法(例如Gerchberg-Saxton算法)来计算。Gerchberg-Saxton算法可以用于从空间域中的幅度信息中导出傅立叶域中的相位信息。也就是说，与对象相关的相位信息可以仅从空间域中的强度或幅度信息中检索。相应地，可以计算对象的纯相位傅里叶变换。
在一些实施例中，计算机生成的全息图是使用Gerchberg-Saxton算法或其变体从幅度信息中计算而得的。当分别在平面A和B中的光束IA(x，y)和IB(x，y)的强度横截面是已知的，并且IA(x，y)和IB(x，y)通过单次傅里叶变换相关时，Gerchberg Saxton算法考虑了相位恢复问题。对于给定的强度横截面，分别求出平面A和平面B中的相位分布ΨA(x，y)和ΨB(x，y)的近似值。Gerchberg-Saxton算法通过迭代过程找到解决这个问题的方法。
Gerchberg-Saxton算法迭代地应用空间和频谱约束，同时在空间域和傅里叶(频谱)域之间重复地传送表示IA(x，y)和IB(x，y)的数据集(振幅和相位)。空间和频谱约束分别是IA(x、y)和IB(x,y)。空间域或频谱域的约束被强加在数据集的幅度上。通过一系列迭代检索相应的相位信息。
在一些实施例中，如英国专利2498170或2501112描述的，使用基于Gerchberg-Saxton算法的算法计算全息图，在此通过引用方式全部并入本文。
在一些实施例中，提供了实时发动机，其布置为接收图像数据并使用算法实时计算全息图。在一些实施例中，图像数据是包括图像帧序列的视频。在其他实施例中，全息图是预先计算的，其存储在计算机存储器中并根据需要来调用以显示在SLM上。也就是说，在一些实施例中，提供了预定的全息图的储存库。
然而，涉及傅里叶全息图和Gerchberg-Saxton类型算法的一些实施例仅作为示例。本公开内容同样适用于菲涅耳全息图和由例如基于点云方法的其他技术计算的全息图。
本发明可以使用多种不同类型的SLM中的任何一种来实现。SLM可以以反射或透射的形式输出空间调制的光。在一些实施例中，SLM是硅基液晶LCOS-SLM，但本发明不限于这种类型的SLM。
图1是根据一个示例实施例阐释动态全息打印的示例的框图。动态全息打印装置106包括激光源110、LCOS-SLM112、全息打印控制器102、处理器114、传感器104和存储装置108。
激光源110生成激光束。激光源110将激光束导向到LCOS-SLM 112。LCOS-SLM基于来自处理器114的信号数据调制入射激光束(例如来自激光源110的激光)，以生成反射的光(例如调制的激光)。来自LCOS-SLM 112的经调制的激光形成全息波前。热量在全息波前的相长干涉点处形成。通过调整入射激光束的调制、入射激光束的数量以及激光束的强度、大小和方向，可以对热量进行整形、操纵和控制。热量可以用于固化用于二维打印的目标材料表面上的特定区域。也就是说，通过控制在空间光调制器上表示的全息图(或全息图)来控制加热区域的形状。在一些实施例中，空间光调制器配置为提供至少一个纯相位的透镜，以将所接收的光带到至少一个对应的焦点。在一些实施例中，空间光调制器配置为提供至少一个纯相位的透镜和至少一个对应的光栅，以可控地定位对应的聚焦光。
全息打印控制器102基于由处理器114识别的等离子体图案，生成激光控制信号至激光源110，并生成LCOS-SLM 112控制信号至LCOS-SLM 112。
处理器114包括动态全息打印应用程序118，以控制和转向干涉区域(例如加热区域)。动态全息打印应用程序118识别关于LCOS-SLM 112的表面的打印图案和位置。基于来自传感器104的数据，打印图案和到目标材料表面的距离可以是用户选择或确定的。
在一个示例实施例中，动态全息打印应用程序118识别对应于目标材料中的期望的打印图案(例如二维内容)的预定义的空间位置(例如区域)。动态全息打印应用程序生成LCOS-SLM控制信号和激光控制信号，以调整经调制的多个入射激光束的焦点的位置，使其对应于所述预定义的空间位置。LCOS-SLM 112调制激光，使得波前干涉基于预定义的空间位置在干涉点处生成能量(例如热量)，以通过固化相应的区域在目标材料中形成二维内容。
在另一示例实施例中，动态全息打印应用程序118识别相邻于LCOS-SLM 112的第一组预定义的空间位置，并基于第一组空间位置调整激光控制信号和LCOS-SLM控制信号。动态全息打印应用程序118基于第一组预定义的空间位置确定经调制的激光束组的焦点组。LCOS-SLM 112基于经调制的激光束组的焦点组，在干涉点处形成等离子体。
在另一示例实施例中，动态全息打印应用程序118识别另一组预定义的空间位置，并基于另一组预定义的空间位置调整激光控制信号和LCOS-SLM控制信号。动态全息打印应用程序118基于另一组预定义的空间位置确定经调制的激光束的焦点。LCOS-SLM 112将等离子体的位置从基于焦点组的干涉点处改变到基于经调制的激光束的焦点的干涉点处，该经调制的激光束基于另一组预定义的空间位置。
在另一实施例中，动态全息打印应用程序118接收基于二维内容(例如二维图像)的空间位置和几何打印图案的标识。动态全息打印应用程序118识别对应于空间位置和几何打印图案的标识的焦点组。动态全息打印应用程序118基于焦点组调整激光控制信号和LCOS-SLM控制信号。热量是在基于焦点组的干涉点处生成的。
在另一示例实施例中，动态全息打印程度118接收等离子体的空间位置和几何图案的标识，并识别对应于空间位置和几何打印图案标识的干涉点组。动态全息打印应用程序118基于干涉点组识别第二组干涉点，并基于第二多个焦点调整激光控制信号和LCOS-SLM控制信号。等离子体是在基于第二组焦点的干涉点处生成的。
在另一示例实施例中，处理器114从存储装置108检索与由传感器104检测到的物理对象相关联的内容。在一个示例实施例中，动态全息打印应用程序118识别特定的物理对象(例如诸如条形码的标识符)，并生成位置和打印图案(例如与标识符相关联的2D电路模型)。
传感器104包括：例如温度计、红外线摄像头、气压计、湿度传感器、EEG传感器、接近或位置传感器(例如近场通信、GPS、蓝牙、Wifi)、光学传感器(如摄像头)、方位传感器(如陀螺仪)、音频传感器(如麦克风),或其任何合适的组合。应当注意的是，在此描述的传感器仅用作阐释目的，因此传感器104不限于所描述的那些。
存储装置108存储传感器的标识和其各自的功能。存储装置108进一步包括视觉参考(例如图像、图像的视觉标识符、特征)的数据库，以及对应的等离子体几何形状和图案(例如用于构建电路的二维图案)。
在一个实施例中，动态全息打印装置106可以通过计算机网络与服务器进行通信，以检索视觉参考数据库的一部分。计算机网络可以是能够在机器、数据库和装置(例如动态全息打印装置106)之间进行通信的任何网络。因此，计算机可以是有线网络、无线网络(例如移动或蜂窝网络)，或其任意其他合适的组合。计算机网络可以包括构成私有网络、公共网络(例如互联网)，或其任意合适的组合。
可以使用硬件(例如，机器的处理器)和软件的组合实现一个或更多个模块。例如，本文所描述的任意模块可以将处理器配置为执行针对那个模块本文所描述的操作。此外，可以将这些模块的任意两个或更多个可以被组合为单个模块，并且本文针对单个模块描述的功能可以在多个模块之间再划分。此外，根据各示例实施例，可以在多个机器、数据库或设备之间分布如在单个机器、数据库或设备内实现的模块。
图2是根据另一示例实施例阐释动态全息打印的示例的框图。动态全息打印装置106包括LCOS-SLM 112、LCOS-SLM控制器202、激光源110、激光控制器204、全息打印控制器102和包括动态全息打印应用程序118的处理器114。
动态全息打印应用程序118识别加热(或打印)图案，并计算全息波的干涉点的位置和图案，以形成加热图案。动态全息打印应用程序118将干涉点的位置和图案传送给全息打印控制器102。在另一示例实施例中，动态全息打印应用程序118计算干涉点的位置和图案，并基于计算的干涉点的位置和图案，生成激光控制信号和LCOS-SLM控制信号至全息打印控制器102。
全息打印控制器102将激光控制信号发送至激光控制器204。全息打印控制器102还将LCOS-SLM控制信号发送至全息打印控制器102。激光控制器204生成并传送激光控制信号，以控制激光源110的强度、光束的数量、光束尺寸和光束方向。LCOS-SLM控制器202生成并传送LCOS-SLM控制信号，以指导LCOS-SLM 112调制来自激光源110的激光。
图2阐释了激光源110，该激光源产生导向LCOS-SLM 112的第一入射激光束和第二入射激光束。LCOS-SLM 112将第一入射激光束调制成第一组全息光场214(例如第一全息波前)，并将第二入射激光束调制成第二全息波前第二组全息光场216(例如第二全息波前)。第一组全息光场214与第二组全息光场216之间的相长干涉生成热量。通过调整发送至激光控制器204和LCOS-SLM控制器202的控制信号，热量的形状和位置可以被控制和操纵。
图3是根据另一示例实施例阐释动态全息打印的示例的框图。动态全息打印装置106包括LCOS-SLM 112、LCOS-SLM控制器202、激光源110、等离子体激光控制器204、MEMS装置302、MEMS控制器304和激光控制器204。
动态全息打印应用程序118识别等离子体图案，并计算全息波的干涉点的位置和图案，以形成目标206的表面层上的二维内容。动态全息打印应用程序118将干涉点的位置和图案传送给全息打印控制器102。
全息打印控制器102将激光控制信号发送至激光控制器204。全息打印控制器102还将LCOS-SLM控制信号发送至全息打印控制器102。在一个示例实施例中，全息打印控制器102将MEMS控制信号发送至MEMS控制器304。
MEMS控制器304将MEMS控制信号传送给MEMS装置302，以控制来自激光源110的激光束的方向。在一个示例性实施例中，MEMS控制器304生成同步信号到激光源110和MEMS装置302。同步信号使得MEMS装置302能够操作并反射来自激光源110的相应的单独光束。
MEMS装置302接收来自激光源110的一个或多个激光束，并将相应的单独光束反射到LCOS-SLM 112。MEMS装置302基于来自MEMS控制器304或全息打印控制器102的同步信号反射光束，以将相应的单独光束引导到LCOS-SLM 112上的相应位置。MEMS装置302包括，例如一个或多个反射镜。基于从MEMS控制器304接收的同步信号来控制和调节反射镜的位置和方向。
在其他实施例中，MEMS器件替代为第二SLM器件，其配置为使用例如光栅的全息图来引导激光束。
图4是根据一个示例实施例阐释动态全息打印装置的打印操作的示例的框图。动态全息打印应用程序118识别二维内容，并计算全息波的干涉点的位置和图案，以形成二维内容。动态全息打印应用程序118将干涉点的位置和图案传送给全息打印控制器102。
图4阐释了导向LCOS-SLM 112的第一入射激光束和第二入射激光束。LCOS-SLM112将第一入射激光束调制成第一组全息光场402(例如第一全息波前)，并将第二入射激光束调制成第二组全息光场404(例如第二全息波前)。第一组全息光场402与第二组全息光场404之间的相长/相消干涉406形成热量。通过调整发送至激光控制器204和LCOS-SLM控制器202的控制信号，干涉406的形状和位置可以被控制和操纵。
动态全息打印装置106可以空间地调整全息光场，以在多个位置处干涉。例如，目标206包括在干涉406处固化的可固化的或可烧结的材料。固化方向408表明，可以调节波前使得固化/烧结的位置可以被调节，以允许在多个点处固化。
在另一示例实施例中，通过生成多组全息光场，可以同时形成多个干涉区域(406、410、412)。干涉的多个区域在对应于二维内容的层中形成二维内容空间区域。
图5是根据一个示例实施例阐释三维打印的对象的示例的框图。动态全息打印应用程序118使用先前关于图4所描述的技术来生成多个区域全息光场(506、508、510)。组合区域形成目标材料502的表面层，以形成打印图案504。
图6是阐释了LCOS-SLM(硅基液晶空间光调制器)的截面的图。LCOS-SLM 628是使用单晶硅衬底616形成的。衬底由正方形平面铝电极的二维阵列612组成，该二维阵列布置在衬底616的上表面，并由间隙618隔开。电极612经由埋入衬底616的电路614与衬底616连接。每个电极612形成各自的平面镜。电极612可以连接到LCOS-SLM控制器626。换句话说，电极612接收来自LCOS-SLM控制器626的控制信号。
定向层610设置在电极612的二维阵列的顶部上，液晶层608设置在定向层610上。
第二定向层606设置在液晶层608的顶部上。平面透明层602(例如由玻璃制成)设置在第二定向层606的顶部。单一透明电极604设置在平面透明层602和第二定向层606之间。
每个正方形电极612与透明电极604的上覆区域和介于中间的液晶层608一起定义可控制的相位调制元件624(也称为像素)。考虑到像素之间的空间或间隙618，有效像素区域或填充因子是光学活性的总像素的百分比。通过控制施加到每个电极612的相对于透明电极604的电压，各个相位调制元件的液晶材料(在液晶层608中)的性质可以改变。相位调制元件的改变为入射光620提供可变的延迟。其效果是对波前提供纯相位调制(即在所产生的调制光622中不发生振幅效应)。
使用反射式的LCOS空间光调制器的一个优点是，液晶层的厚度可以是使用透射装置所需的厚度的一半。这极大地提高了液晶的切换速度(用于运动的视频图像投影的关键点)。另一个优点是，LCOS器件还能够在小孔径中显示纯相位元件大型阵列。小的元件(通常大约10微米或更小)导致实际的衍射角(几度)，使得光学系统不需要很长的光程。
与更大的液晶器件的孔径相比，更容易充分地照射LCOS-SLM 628的小孔径(几平方厘米)。LCOS SLM也具有较大的孔径比，像素之间的死区非常小(因为驱动它们的电路埋在反射镜的下面)。小的孔径导致降低了重放场中的光学噪声。
使用硅背板(例如硅衬底616)的另一优点是，其具有优点：像素是光学平坦的，这对于相位调制装置是重要的。
尽管实施例设计反射式的LCOS SLM，但本领域的普通技术人员将认识到，可以使用其他类型的SLM，包括透射式的SLM。
图7是一流程图，其根据示例实施例阐释了动态全息打印装置的操作的另一示例。在方框704中，动态全息打印应用程序118接收预定义的空间位置的标识(例如在目标材料表面上的期望的位置)。在方框706中，动态全息打印应用程序118计算与预定义的空间位置相对应的全息波前(由LCOS-SLM 112生成)的干涉点的位置。在方框708中，动态全息打印应用程序118计算与全息波前的干涉点位置相对应的焦点的位置。在方框710中，动态全息打印应用程序118生成激光控制信号至激光源110，并生成LCOS-SLM控制信号至LCOS-SLM112，以基于焦点的位置形成全息波前。
图8是一流程图，其根据示例实施例阐释了动态全息打印装置的操作的另一示例。在方框804中，激光控制器204生成激光控制信号至激光源110，以控制激光束的强度、激光束的方向和激光束的数量。在方框806中，LCOS-SLM控制器202生成LCOS-SLM控制信号至LCOS-SLM 112，以控制导向在LCOS-SLM 112上的入射光束的调制。在方框810中，LCOS-SLM调制来自激光源110的入射激光束。在方框812中，LCOS-SLM 112形成来自经调制的激光束的全息波前。在方框814中，热量是在全息波前的干涉点的位置处生成的，并且热量在对应的加热位置处固化目标材料。
图9是一流程图，其根据示例实施例阐释了动态全息打印装置的操作的另一示例。在方框904中，动态全息打印应用程序118接收对应于二维内容(例如图像或电路图案)的打印数据。在方框906中，动态全息打印应用程序118基于二维内容计算目标材料内的干涉点的位置。在方框908中，动态全息打印应用程序118计算与干涉点位置相对应的焦点的位置。在方框910中，动态全息打印应用程序118生成激光控制信号至激光源110，并生成LCOS-SLM控制信号至LCOS-SLM 112，以基于焦点形成全息波前。
图10是根据一些示例实施例阐释机器1000的元件的框图，该机器能够从计算机可读介质1018(例如非暂时性机器可读介质、机器可读存储介质、计算机可读存储介质或其任何合适的组合)中读取指令1006，并全部或部分地执行本文讨论的任何一种或多种方法。具体地，机器100是计算机系统(例如计算机)的示例形式，其中用于使机器1000执行本文讨论的任何一个或多个方法的指令1006(例如软件、程序、应用程序、小应用程序、计算机应用程序或其他可执行的代码)可以全部或部分地被执行。
在替代的实施例中，机器100作为一个独立的设备运行，或者其可以被连接(例如联网)到其它机器。在联网部署中，机器100可以在客户端-服务器网络环境中作为服务器或客户端机器运行，或者作为分布式(例如对等)网络环境中的对等机器。机器1000可以是服务器计算机、客户端计算机、个人计算机(PC)、平板电脑、膝上型计算机、上网本、移动电话、智能手机、机顶盒(STB)、个人数字助理(PDA)、网络设备、网络路由器、网络交换机或网桥，或能够顺序地或以其他方式执行指定要由该机器执行的动作的指令1006的任何机器。此外，尽管阐释了单一机器的情形，但术语“机器”还应理解为包括单独地或联合地执行指令1006，以执行本文所讨论的方法中的任何一个或多个的全部或部分的机器的任何集合。
机器1000包括处理器1004(例如中央处理器(CPU))、图形处理单元(GPU)、射频集成电路(RFIC)或其任何合适的组合)、主存储器1010和静态存储器1022，其配置为通过总线1012相互通信。处理器1004包括固态数字微电路(例如电子的、光学的，或包含二者的)，通过指令1006中的一些或全部可暂时或永久地配置，使得处理器1004配置为全部或部分地执行本文所述的方法中的任何一个或多个。例如，处理器1004的一个或多个微电路组可以配置为执行一个或多个本文所述的模块(例如软件模块)。在一些实施例中，处理器1004是多核的CPU(例如单核CPU、四核CPU或128核CPU)，其中多个内核中的每一个表现为独立的处理器，其能够全部或部分地执行本文所述的任何一种或多种方法。尽管本文所述的有益效果由至少具有处理器1004的机器1000提供，这些有益效果可以由不同类型的不包括处理器的机器(例如单纯的机械系统、单纯的液压系统或混合机械液压系统)提供，只要这种无处理器的机器配置为执行本文描述的一种或多种方法即可。
机器1000可以进一步包括视频显示器1008(例如等离子显示板(PDP)、发光二极管(LED)、液晶显示器(LCD)、投影仪、阴极射线管(CRT)或任何其他能够显示图形或视频的显示器)。机器1000还可以包括字母和数字输入装置1014(例如键盘或按键)、游标控制装置1016(例如鼠标、触摸板、跟踪球、操纵杆、运动传感器、视线跟踪装置或其他指向仪器)、驱动单元1002、信号生成装置1020(例如声卡、扩音器、扬声器、耳机插口或其任何合适的组合)和网络接口装置1024。
驱动单元1002(例如数据存储装置)包括计算机可读介质1018(例如有形且非暂时性的机器可读存储介质)，其上存储了体现本文描述的方法或功能中的任何一个或多个的指令1006。在机器1000执行指令1006之前或期间，指令1006还可以完全或至少部分地驻留在主存储器1010内、处理器1004内(例如，处理器的高速缓冲存储器内)或两者内。因此，主存储器1010和处理器1004可以认为是机器可读介质(例如有形且非暂时性的机器可读存储介质)。指令1006可以经由网络接口装置1024在计算机网络上发送或接收。例如，网络接口装置1024可以使用任何一个或多个传输协议(例如超文本传输协议(HTTP))来传送指令1006。
在一些示例实施例中，机器1000可以是便携式计算装置(例如智能手机、平板电脑或可穿戴设备)，并且具有一个或多个附加的输入部件(例如传感器或仪表)。这样的输入部件的示例包括图像输入部件(例如一个或多个摄像头)、音频输入部件(例如一个或多个麦克风)、方向输入部件(例如指南针)、位置输入部件(例如全球定位系统(GPS)接收器)、定位组件(例如陀螺仪)、运动检测部件(例如一个或多个加速度计)、高度检测部件(例如高度计)、生物测量输入部件(例如心率检测器或血压检测器)以及气体检测部件(例如气体传感器)。由这些输入组件中的任何一个或多个所收集的输入数据可以被这里描述的任何模块访问和使用。
如本文所用，术语“存储器”是指能够暂时或永久存储数据的机器可读介质，并且可以认为包括但不限于随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、缓冲存储器、闪存和高速缓冲存储器。机器可读介质1018在示例实施例中显示为单一介质，而术语“机器可读介质”应当理解为包括能够存储指令的单一介质或多种介质(例如集中式或分布式数据库，或相关联的缓存和服务器)。术语“机器可读介质”还将理解为包括能够存储由机器1000执行的指令1006的任何介质或多种介质的组合，当由机器1000的一个或多个处理器(例如处理器1004)执行指令1006时，使机器1000全部或部分地执行本文所述的方法中的任何一个或多个。因此，“机器可读介质”是指单个存储装置或设备，以及包括多个存储装置或设备的基于云的存储系统或存储网络。相应地，术语“机器可读介质”将理解为包括但不限于一个或多个有形的和非暂时性数据储存库(例如数据体)，其以固态存储器芯片、光盘、磁盘或其任何合适的组合的示例形式。如本文所用，“非暂时性”机器可读介质，具体不包括传播信号本身。在一些实施例中，用于由机器1000执行的指令1006可以由载体介质传送。这种载体介质的例子包括存储介质(例如诸如固态存储器的非暂时性机器可读存储介质，物理地从一个地方移动到另一个地方)和瞬态介质(例如传达指令1006的传播信号)。
本文将某些示例实施例描述为包括模块。模块可以构成软件模块(例如，存储或以其他方式体现在机器可读介质中或传输介质中的代码)、硬件模块或其任何适当的组合。“硬件模块”是能够执行某些操作，并且可以以某种物理方式配置或布置的有形的(例如非暂时性)物理组件(例如一个或多个处理器的集合)。在各个示例实施例中，一个或多个计算机系统或其一个或多个硬件模块可以由软件(例如应用程序或其部分)配置为硬件模块，该硬件模块操作以执行本文为该模块描述的操作。
在一些示例实施例中，硬件模块可以机械地、电子地、液压地或者其任何适当的组合来实现。例如，硬件模块可以包括永久地配置为执行某些操作的专用电路或逻辑。硬件模块可以是或包括特殊用途存储器，例如现场可编程逻辑阵列(FPGA)或ASIC。硬件模块还可以包括由软件临时配置以执行某些操作的可编程逻辑或电路。作为示例，硬件模块可以包括包含在CPU或其他可编程处理器内的软件。可以理解的是，机械地、液压地，专用地并永久地配置的电路，或临时地配置的电路(例如由软件配置)来实现硬件模块的决定可以受成本和时间的考虑影响。
相应地，短语“硬件模块”应该理解为包含有形实体，该有形实体可以被物理构造、永久配置(例如硬连线的)或临时配置(例如编程)，以某种方式操作或者执行本文描述的某些操作。此外，如本文所使用的，短语“硬件实现的模块”是指硬件模块。考虑硬件模块被临时配置(例如编程)的示例实施例，硬件模块中的每一个不需要在任何一个例子中及时配置或实例化。例如，其中硬件模块包括由软件配置成为专用处理器的CPU，CPU可以配置为分别不同的专用处理器(例如，每个包括在不同硬件模块中的)专用处理器。软件(例如软件模块)可以相应地配置一个或多个处理器，例如在一个时刻成为或另外构成特定的硬件模块，并在不同的时刻成为或另外构成不同的硬件模块。
硬件模块可以向其他硬件模块提供信息，或从其他硬件模块接收信息。相应地，所描述的硬件模块可以视为通信地连接。在同时存在多个硬件模块的情况下，可以通过两个硬件模块之间或多个硬件模块之间的信号传输(例如通过合适的电路和总线)来实现通信。在不同时间配置或实例化多个硬件模块的实施例中，可以例如通过存储和检索多个硬件模块可访问的存储器结构中的信息，以实现这种硬件模块之间的通信。例如，一个硬件模块可以执行操作，并将该操作的输出存储在通信地连接的存储器(例如存储装置)中。然后，另外的硬件模块可以在稍后访问存储器，以检索和处理存储的输出。硬件模块还可以发起与输入或输出装置的通信，并且可以在资源(例如，来自计算资源的信息的集合)上操作。
这里描述的示例方法的各种操作可以至少部分地由一个或多个处理器执行，这些处理器临时配置(例如通过软件)或永久配置为执行相关操作。无论是临时配置还是永久配置，这样的处理器都可以构成处理器实现的模块，该处理器实现的模块操作以执行本文所述的一个或多个操作或功能。如本文所用，“处理器实现的模块”是指其中硬件包括一个或多个处理器的硬件模块。因此，本文所述的操作刻蚀至少部分地由处理器实现、由硬件实现，或由两者实现，由于处理器是硬件例子，并且本文讨论的任意一个或多个方法内的至少一些操作可以由一个或多个处理器实现的模块、硬件实现的模块，或其任何合适的组合来执行。
此外，这样的一个或多个处理器可以在“云计算”环境中或者作为服务(例如，在“软件即服务”(SaaS)实现中)执行操作。例如，这里讨论的任何一个或多个方法中的至少一些操作可以由一组计算机(例如，作为包括处理器的机器的示例)执行，这些操作可以经由网络(例如互联网)以及经由一个或多个适当的接口(例如应用程序接口(API))访问。不管是仅驻留在单个机器中还是部署在多个机器上，某些操作的性能可以分布在一个或多个处理器中。在一些示例实施例中，一个或多个处理器或硬件模块(例如处理器实现的模块)可以位于单个地理位置(例如，在家庭环境、办公室环境或服务器场内)。在其他示例实施例中，一个或多个处理器或硬件模块可以分布在多个地理位置。
在整个说明书中，多个实例可以实现描述为单个实例的组件、操作或结构。尽管一个或多个方法的单独操作被阐释和描述为单独的操作，但是单独的操作中的一个或多个可以同时地执行，并且不要求以按所阐释的顺序执行操作。在示例中，呈现为独立的组件和功能的结构及其功能，可以实现为具有组合功能的组合结构或组件。类似地，呈现为单个组件的结构和功能可以实现为单独的组件和功能。这些和其他变化、修改、增加和改进落入本文主题的范围内。
本文讨论的主题内容的一些部分可以按照在存储器(例如，计算机存储器或其他机器存储器)内作为位或二进制数字信号存储的数据上的操作的算法或符号表示来呈现。这样的算法或符号表示是数据处理领域的普通技术人员传达他们的工作的本质至本领域的其他技术人员所使用的技术的示例。如本文所用，“算法”是导致期望的结果的操作或类似处理的自洽(self-consistent)序列。在本文中，算法和操作涉及物理量的物理操作。典型但不必需地，这样的量可以采用能够被机器存储、访问、传输、组合、比较或以其他方式操纵的电、磁或光信号的形式。主要由于通用的原因，使用例如“数据”、“内容”、“位”、“值”、“元素”、“符号”、“字符”、“术语”、“数字”、“数字的”等词语来提及这样的信号有时是方便的。然而，这些词只是方便的标签，并且要与适当的物理量相关联。
除非特别说明，否则在此使用例如“访问”、“处理”、“检测”、“计算”、“计算”、“确定”、“生成”、“呈现”、“显示”等的词语，指的是由机器(例如计算机)执行的动作或过程，该机器(例如计算机)在一个或多个存储器(例如易失性存储器、非易失性存储器或其任何适当的组合)、寄存器或接收、存储、传输或显示信息的其他机器组件中操纵或转换表示为物理(例如电子、磁性或光学)量的数据。除非特别说明，否则在此使用术语“一”或“一个”，如在专利文献中常见的那样，包括一个或多个实例。最后，如本文所使用的，除非特别说明，否则连词“或”是指非排他性的“或”。

Claims (20)

1.一种装置，包括：
硬件处理器，包括动态全息打印应用程序，其配置为基于二维内容生成激光控制信号和LCOS-SLM(硅基液晶空间光调制器)控制信号；
激光源，配置为基于所述激光控制信号生成多个入射激光束；以及
LCOS-SLM，配置为：接收所述多个入射激光束；基于所述LCOS-SLM控制信号来调制所述多个入射激光束；生成多个全息波前，每个所述全息波前形成至少一个焦点；在所述多个全息波前的焦点的干涉点处生成多个区别聚焦光场区域，所述多个区别聚焦光场区域对应于二维内容；以及固化目标材料的层。
2.根据权利要求1所述的装置，还包括：
激光源控制器，其连接到所述激光源，所述激光源控制器配置为接收激光控制信号，并响应于激光控制信号来控制激光源；以及
LCOS-SLM控制器，其连接到所述LCOS-SLM，所述LCOS-SLM控制器配置为接收LCOS-SLM控制信号，并响应于所述LCOS-SLM控制信号来控制所述LCOS-SLM。
3.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述动态全息打印应用程序配置为：
识别多个预定义的空间位置，所述多个预定义的空间位置对应于与LCOS-SLM相邻的目标材料层上的二维内容；以及
生成LCOS-SLM控制信号和激光控制信号，以调整经调制的多个入射激光束的焦点的位置，使其对应于所述多个预定义的空间位置，所述LCOS-SLM在基于所述多个预定义的空间位置而形成的干涉点处固化目标材料的一部分。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述动态全息打印应用程序配置为：
识别第一多个预定义的空间位置，所述第一多个预定义的空间位置对应于目标材料中与所述LCOS-SLM相邻的二维内容的第一部分；
基于所述第一多个预定义的空间位置，调整激光控制信号和LCOS-SLM控制信号；以及
基于所述第一多个预定义的空间位置，形成多个经调制的激光束的第二多个焦点，二维内容的第一部分在基于在目标材料表面的第二多个焦点的干涉点处固化。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述动态全息打印应用程序配置为：
识别第二多个预定义的空间位置，所述第二多个预定义的空间位置对应于目标材料中的二维内容的第一部分；
基于所述第二多个预定义的空间位置，调整激光控制信号和LCOS-SLM控制信号；
基于所述第二多个预定义的空间位置，形成多个经调制的激光束的第三多个焦点；以及
除了基于第二多个焦点的干涉点之外，还基于第三多个焦点形成另一组干涉点，二维内容的第二部分在另一组干涉点处固化。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述动态全息打印应用程序配置为：
接收对应于二维内容的打印数据；
基于二维内容识别目标材料的表面上的区域；
基于二维内容识别对应于目标材料的表面上的区域的第二多个焦点；
基于所述第二多个焦点调整所述激光控制信号和所述LCOS-SLM控制信号，目标材料的表面上的区域在基于第二多个焦点目标材料的干涉点处固化。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述动态全息打印应用程序配置为：
接收对应于二维内容的打印数据；
基于二维内容计算干涉点的多个位置；
计算焦点的多个位置，其对应于所述干涉点的多个位置；
基于对应于干涉点的多个位置的焦点的多个位置中的位置，生成激光控制信号和LCOS-SLM控制信号，以形成全息波前；
在全息波前的干涉点的多个位置处加热目标材料；以及
在目标材料被加热的部分形成二维内容。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述LCOS-SLM配置为调制多个激光束的相位，并生成多个全息波前。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，还包括：
MEMS装置，配置为接收来自所述激光源的多个入射激光束；以及
MEMS控制器，配置为：生成MEMS控制信号至MEMS装置，所述MEMS装置基于所述MEMS控制信号在所述LCOS-SLM上的多个位置处反射所述多个入射激光束，所述LCOS-SLM配置为在多个位置处接收多个入射激光束；在所述多个位置处调制所述多个入射激光束，以生成第二多个全息波前；以及在第二多个全息波前的焦点的干涉点处固化目标材料的一部分。
10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述经调制的激光束包括相位调制光。
11.一种方法，包括：
基于所述二维内容生成激光控制信号和LCOS-SLM(硅基液晶空间光调制器)控制信号；
基于发送到激光源的所述激光控制信号生成多个入射激光束；
基于所述LCOS-SLM控制信号调制所述多个入射激光束；
从经调制的多个入射激光束生成多个全息波前，每个所述全息波前形成至少一个对应的焦点；
在所述多个全息波前的焦点的干涉点处生成多个区别聚焦光场区域，所述多个区别聚焦光场区域对应于所述二维内容；以及
固化目标材料的层。
12.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括：
识别多个预定义的空间位置，所述多个预定义的空间位置对应于与LCOS-SLM相邻的目标材料层上的二维内容；以及
生成LCOS-SLM控制信号和激光控制信号，以调整经调制的多个入射激光束的焦点的位置，使其对应于所述多个预定义的空间位置，所述LCOS-SLM在基于所述多个预定义的空间位置而形成的干涉点处固化目标材料的一部分。
13.根据权利要求11或12所述的方法，所述方法还包括：
识别第一多个预定义的空间位置，所述第一多个预定义的空间位置对应于目标材料中与LCOS-SLM相邻的二维内容的第一部分；
基于所述第一多个预定义的空间位置，调整激光控制信号和LCOS-SLM控制信号；以及
基于所述第一多个预定义的空间位置，形成多个经调制的激光束的第二多个焦点，二维内容的第一部分在基于目标材料表面的第二多个焦点上的干涉点处固化。
14.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括：
识别第二多个预定义的空间位置，所述第二多个预定义的空间位置对应于目标材料中的二维内容的第二部分；
基于所述第二多个预定义的空间位置，调整所述激光控制信号和所述LCOS-SLM控制信号；
基于所述第二多个预定义的空间位置，形成多个经调制的激光束的第三多个焦点；以及
除了基于第二多个焦点的干涉点之外，还基于第三多个焦点形成另一组干涉点，二维内容的第二部分在该另一组干涉点处固化。
15.根据权利要求11-14中任一项所述的方法，所述方法还包括：
接收对应于二维内容的打印数据；
基于二维内容识别目标材料表面区域；
基于二维内容识别对应于目标材料的表面上的区域的第二多个焦点；
基于所述第二多个焦点调整激光控制信号和LCOS-SLM控制信号，目标材料的表面上的区域在基于第二多个焦点的目标材料干涉点处固化。
16.根据权利要求11-15中任一项所述的方法，其特征在于，所述动态全息打印应用程序配置为：
接收对应于二维内容的打印数据；
基于二维内容计算干涉点的多个位置；
计算焦点的多个位置，其对应于所述干涉点的多个位置；
基于对应于干涉点的多个位置的所述焦点的多个位置，生成激光控制信号和LCOS-SLM控制信号，以形成全息波前；
在全息波前的干涉点的多个位置处加热目标材料；以及
在目标材料被加热的部分处形成二维内容。
17.根据权利要求11-16中任一项所述的方法，所述方法还包括：
调制所述多个激光束的相位和振幅的至少其中之一；以及
在焦点处生成所述多个全息波前。
18.根据权利要求11-17中任一项所述的方法，所述方法还包括：
在所述多个位置处调制所述多个入射激光束；
生成第二多个全息波前，每个所述全息波前形成至少一个对应的焦点；以及
在第二多个全息波前的焦点的干涉点处固化目标材料的一部分。
19.根据权利要求11-18中任一项所述的装置，其特征在于，所述经调制的激光束包括相位调制光。
20.非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括指令，这些指令在被计算机执行时，使计算机：
基于对应于光刻掩模的二维内容生成激光控制信号和LCOS-SLM(硅基液晶空间光调制器)控制信号；
基于发送到激光源的所述激光控制信号生成多个入射激光束；
基于所述LCOS-SLM控制信号调制所述多个入射激光束；
生成多个全息波前，每个所述全息波前形成至少一个对应的焦点；
在所述多个全息波前的焦点的干涉点处生成多个区别聚焦光场区域，所述多个区别聚焦光场区域对应于所述二维内容；以及
固化目标材料的层。
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