CN117693421A - 光固化成型装置 - Google Patents
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Abstract
为了快速形成固化部分。光固化成型装置包括分离/耦合单元、第一空间光调制单元和第二空间光调制单元。分离/耦合单元在第一方向和第二方向上分离施加到光固化性树脂以形成固化部分的入射光、耦合从第一方向入射的光和从第二方向入射的光，并在第三方向上发射耦合的光。第一空间光调制单元在第一方向上布置为将来自分离/耦合单元的光束调制为具有作为固化部分的图案的第一图案的光束，并将具有第一图案的光束发射到第一空间光调制单元，用于耦合。第二空间光调制单元在第二方向上布置为将来自分离/耦合单元的光束调制为具有在第一图案附近的第二图案的光束，并将具有第二图案的光束发射到分离/耦合单元，用于耦合。
Description
技术领域
本公开涉及一种光固化成型(stereolithography)装置。
背景技术
光固化成型装置已用于通过堆叠固化部分的层来形成制造物体，该固化部分是通过将激光施加到光固化性树脂以固化而形成的。例如，装置用于通过利用空间光调制器对激光进行空间调制，基于固化部分的形状生成图案光束，并将图案光束施加到光固化性树脂来形成制造物体。已经提出了一种光固化成型装置，其将激光的照射区域划分为多个部分，并对每个部分照射图案光束，从而使光固化性树脂固化(例如，参考专利文献1)。
引文列表
专利文献
专利文献1：JP 2009-132127 A
发明内容
技术问题
但是，在上述常规技术中，由于通过多次光照射而形成一层固化层，因此导致吞吐量降低的问题。
因此，本公开提出了一种快速形成固化部分的光固化成型装置。
问题的解决方案
本公开被构思为解决上述问题，并且其方面是一种光固化成型装置，包括：分离/耦合单元，使施加到光固化性树脂以形成固化部分的入射光在第一方向和第二方向上分离，耦合通过分离入射光获得的从第一方向入射的光束和第二方向入射的光束，并在第三方向上发射耦合的光；以及第一空间光调制单元，布置在第一方向上，用于将来自分离/耦合单元的光束调制为具有带固化部分的图案的第一图案的光束，并将具有第一图案的光束发射到分离/耦合单元，用于耦合具有第一图案的光束；以及第二空间光调制单元，布置在第二方向上，用于将来自分离/耦合单元的光束调制为具有在第一图案附近的第二图案的光束，并将具有第二图案的光束发射到分离/耦合单元，用于耦合具有第二图案的光束。
附图说明
图1是图示根据本公开的第一实施例的光固化成型装置的示例性构造的图。
图2A是图示根据本公开的实施例的双光子吸收聚合的图。
图2B是图示根据本公开的实施例的通过双光子吸收聚合来固化光固化性树脂的图。
图3A是图示根据本公开的实施例的形成固化部分的示例的图。
图3B是图示根据本公开的实施例的形成固化部分的示例的图。
图4是图示根据本公开的第二实施例的光固化成型装置的示例性构造的图。
图5A是图示根据本公开的第二实施例的双光子吸收聚合的图。
图5B是图示双光子吸收聚合的比较例的图。
图6是图示根据本公开的第二实施例的光固化成型装置的另一种示例性构造的图。
图7是图示根据本公开的第三实施例的光固化成型装置的示例性构造的图。
图8是图示根据本公开的第三实施例的光固化成型装置的另一种示例性构造的图。
图9是图示根据本公开的第三实施例的光固化成型装置的另一种示例性构造的图。
图10是图示根据本公开的第三实施例的光固化成型装置的另一种示例性构造的图。
图11是图示根据本公开的第四实施例的光固化成型装置的示例性构造的图。
图12是图示根据本公开的第四实施例的双光子吸收聚合的图。
具体实施方式
下面参考附图对本公开的实施例进行详细描述。将按以下顺序给出描述。注意的是，在以下实施例中，相同部分用相同的附图标记和符号表示，并且将省略其重复描述。
1.第一实施例
2.第二实施例
3.第三实施例
4.第四实施例
(1.第一实施例)
[光固化成型装置的构造]
图1是图示根据本公开的第一实施例的光固化成型装置的示例性构造的图。图1是图示光固化成型装置100的构造示例的框图。光固化成型装置100是使光固化性树脂固化以形成具有三维形状的制造物体的装置。图1的光固化成型装置100包括光源10、第一光学系统11、分离/耦合单元20、第一空间光调制单元30、第二空间光调制单元40、第二光学系统12、壳体容器50和光固化性树脂保持单元52。在图1中，图示了光固化性树脂51。
光源10使光固化性树脂51固化，以生成用于形成固化部分的光。对于光源10，可以使用发射激光的激光光源。对于激光光源，可以使用飞秒激光光源。例如，可以使用波长800nm、脉冲宽度小于100fs、重复频率80MHz并且平均强度1W的飞秒激光光源。
第一光学系统11扩大从光源10发射的光的光束直径。穿过第一光学系统11的光入射到分离/耦合单元20上。该光被称为入射光101。
分离/耦合单元20在第一方向和第二方向上分离入射光101、耦合从第一方向入射的光和从第二方向入射的光，并在第三方向上发射耦合的光。在图1的分离/耦合单元20中，第一方向对应于附图的上侧，第二方向对应于附图的右侧，并且第三方向对应于附图的下侧。分离/耦合单元20通过反射入射光的一部分来在第一方向上分离入射光101，并且通过透射入射光101的其余部分来在第二方向上分离入射光101。
在第一方向上分离的分离光束102入射到后面描述的第一空间光调制单元30上。分离光束102被第一空间光调制单元30调制为图案光束104，并向分离/耦合单元20发射。在第二方向上分离的分离光束103入射到后面描述的第二空间光调制单元40。分离光束103被第二空间光调制单元40调制为图案光束106，并向分离/耦合单元20发射。
图案光束104和图案光束106分别对应于从第一方向和第二方向入射到分离/耦合单元20上的光。分离/耦合单元20耦合图案光束104和图案光束106。分离/耦合单元20在第三方向上发射通过转换透射通过它的图案光束104而获得的图案光束105。此外，分离/耦合单元20在第三方向上发射通过转换反射的图案光束106而获得的图案光束107。
第一空间光调制单元30在第一方向上布置，以将通过调制来自分离/耦合单元20的入射光而获得的图案光束104发射到分离/耦合单元20。该图案光束104是形成为第一图案的光束，第一图案是与光固化性树脂51要固化的区域的形状对应的图案。
第二空间光调制单元40在第二方向上布置，以将通过调制来自分离/耦合单元20的入射光而获得的图案光束106发射到分离/耦合单元20。图案光束106是形成为第二图案的光束。该第二图案是与光固化性树脂51要固化的区域的形状对应的图案，并且是布置在第一图案附近的图案。第二图案被构造为例如在第二空间光调制单元40的表面方向上具有与第一图案相邻的形状。
第一空间光调制单元30和第二空间光调制单元40允许具有其中分离光束102和103被朝向分离/耦合单元20反射的构造。第一空间光调制单元30和第二空间光调制单元40被构造为包括例如液晶面板或数字镜器件(DMD)。将要堆叠的每个固化部分的图案数据被输入到第一空间光调制单元30和第二空间光调制单元40，并且根据该数据通过反射分离光束102和103来生成图案光束104和106。
另外，对于空间光调制，已知强度调制和相位调制两种类型的方法。这些方法中的任一种都可以应用于第一空间光调制单元30和第二空间光调制单元40。
注意的是，从分离/耦合单元20经由第一空间光调制单元30到分离/耦合单元20的光路长度以及从分离/耦合单元20经由第二空间光调制单元40到分离/耦合单元20的光路长度被构造为基本上彼此相等。
第二光学系统12缩小由从分离/耦合单元20发射的图案光束105和107生成的光学图像，以在光固化性树脂保持单元52的表面附近形成图像。
光固化性树脂保持单元52在第三方向上布置，具有其上形成有光固化性树脂51的固化部分的表面。光固化性树脂51被放置在光固化性树脂保持单元52的表面上，并且由图案光束105和107生成的光图像形成在表面附近的照射区域上。光图像使光固化性树脂51固化，并且在照射区域中形成固化部分。此后，利用未图示的驱动机构使光固化性树脂保持单元52在与表面垂直的方向上下降。接下来，施加新的图案光束105和107以在光固化性树脂保持单元52的表面附近形成第二层固化部分。重复该操作，可以形成具有三维结构的制造物体。注意的是，光固化性树脂保持单元52是权利要求书中描述的树脂保持器的示例。
至于光固化性树脂51，可以应用通过双光子吸收聚合而固化的光固化性树脂。例如，对于光固化性树脂51，可以使用负光致抗蚀剂，其在近红外波长区域中几乎不显示吸收以防止单光子吸收并且在紫外波长区域中显示高吸收以促进双光子吸收。接下来将描述双光子吸收聚合。
[双光子吸收聚合]
图2A是图示根据本公开的实施例的双光子吸收聚合的图。图2A是图示电子如何从地能级300激发到激发能级302的图。地能级300中的电子被第一光子(hv1)激发到虚态301。虚态301的电子被第二光子(hv2)激发到激发能级302。以这种方式，可以通过各自具有大约是从地能级300跃迁到激发能级302所需能量一半的能量的光子来执行激发。这种通过两个光子到激发态的跃迁被称为双光子吸收。为了生成双光子吸收，第二光子的吸收需要在第一光子吸收后大约1fs内发生。换句话说，在从吸收第一光子起大约1fs内第二光子没有入射的情况下，没有实现双光子吸收。
注意的是，光固化性树脂51的固化反应可以由在去激励305时释放的能量引起，其中电子从激发能级302跃迁到地能级300。
图2B是图示根据本公开的实施例的通过双光子吸收聚合来固化光固化性树脂的图。图2B是图示将由透镜306会聚的激光307施加到光固化性树脂51(未示出)的示例的图。为了引起双光子吸收聚合，如上所述，需要具有高光子密度。换句话说，可以在会聚激光307的焦点附近的极其狭窄的区域中引起双光子吸收聚合。图2B图示了在焦点附近形成的固化部分308。双光子吸收聚合的应用可以实现等于或低于衍射极限的亚微米精度的体素尺寸。这里，体素表示三维空间中的绘图单位。
[空间光调制]
图3A是图示根据本公开的实施例的空间光调制的示例的图。图3A是图示第一空间光调制单元30和第二空间光调制单元40中的空间光调制的示例的图。在下面的描述中，假设第一空间光调制单元30和第二空间光调制单元40使用DMD。在图3A中，矩形表示第一空间光调制单元30和第二空间光调制单元40中的每一个的光接收表面310。每个具有微镜的像素以二维矩阵布置在光接收表面310上，使得光可以按根据输入数据的图案被反射。
图3A图示了布置有每条在y轴方向上延伸的三条直线的示例性图案。图3A中的实线所指示的矩形区域表示第一空间光调制单元30中的反射图案311。另外，虚线所指示的矩形区域表示第二空间光调制单元40中的反射图案312。这些反射图案311等中包含的微镜在预定方向反射入射光。同时，不包括在反射图案311等中的微镜对入射光的反射没有贡献。这种构造使得第一空间光调制单元30和第二空间光调制单元40可以生成期望的图案光束104和106。
如图3A中所示，第二空间光调制单元40的反射图案312被布置为相对于第一空间光调制单元30的反射图案311在预定方向上偏移。图3A图示了反射图案312被布置为在x轴方向上偏移的示例。以这种方式，第二空间光调制单元40的反射图案312被布置在第一空间光调制单元30的反射图案311的附近。
图3B是图示根据本公开的实施例的形成固化部分的示例的图。图3B是示出在图3A中所示的反射图案311和312的基础上分别形成在光固化性树脂保持单元52上的照射区域中的固化部分313和314的横截面图。固化部分313由基于在反射图案311的基础上形成的图案光束104的图案光束105形成。此外，固化部分313由基于在反射图案312的基础上形成的图案光束106的图案光束107形成。如图3B中所示，根据在x轴方向彼此相邻布置的反射图案311和312，固化部分313和314也形成为在x轴方向彼此相邻。
如图2B中所示，可以通过应用双光子吸收聚合来减小体素尺寸。作为通过应用该双光子吸收聚合来形成具有相对大尺寸的固化部分的方法，已知一种通过在多个步骤中施加入射光101来执行固化光固化性树脂51的处理的方法。同时，在本公开的光固化成型装置100中，入射光101被分离/耦合单元20分离，并由第一空间光调制单元30和第二空间光调制单元40进行空间调制，以生成两个图案光束104和106。接下来，这些图案光束104和106通过分离/耦合单元20耦合并施加到光固化性树脂51。因此，可以通过单次施加入射光101来形成两个固化部分，从而提高吞吐量。
另外，单次施加入射光101可以提供固化部分，其数量对应于多次施加后获得的固化部分，并且与多次施加入射光101相比，也可以提高入射光101的利用率。因此，可以提高光固化成型装置100的效率。
以这种方式，本公开的光固化成型装置100被构造为施加利用第一空间光调制单元30和第二空间光调制单元40生成的两个图案光束104和106来快速形成固化部分。
(2.第二实施例)
在上述第一实施例的光固化成型装置100中，图案光束105和107基本上同时施加到照射区域。同时，本公开的第二实施例的光固化成型装置100与上述第一实施例的不同之处在于图案光束105和107的施加在时间上偏移。
[光固化成型装置的构造]
图4是图示根据本公开的第二实施例的光固化成型装置的示例性构造的图。图4是图示光固化成型装置100的示例性构造的图，类似于图1。图4的光固化成型装置100与图1的光固化成型装置100的不同之处在于第二空间光调制单元40的位置被调整。注意的是，在图4中，为了方便起见，简化了入射光101、分离光束102和103以及光固化性树脂保持单元52的图示。另外，省略了第一光学系统11和第二光学系统12的图示。这同样适用于光固化成型装置100的以下附图。
图4的光固化成型装置100被构造为使得从分离/耦合单元20经由第二空间光调制单元40到分离/耦合单元20所需的光路的传播时间不同于从分离/耦合单元20经由第一空间光调制单元30到分离/耦合单元20所需的光路的传播时间。具体而言，图4的光固化成型装置100被构造为使得从分离/耦合单元20经由第一空间光调制单元30到分离/耦合单元20的光路长度长于从分离/耦合单元20经由第二空间光调制单元40到分离/耦合单元20的光路长度。
图4的虚线所示的第二空间光调制单元40'表示图1中的第二空间光调制单元40的布置位置。图4的第二空间光调制单元40布置在与图1的第二空间光调制单元40在图4中间隔d的位置处。因此，图案光束107比图案光束105晚到达照射区域。当该延迟时间被设置为约1fs或更大时，可以减少图案光束105和107的双光子吸收聚合。考虑到光速，d需要为0.15mμ或更大。注意的是，当考虑入射光101的脉冲宽度时，d需要进一步增大。例如，当入射光101具有100fs的脉冲宽度时，d需要为15mμ或更大。
注意的是，根据来自第二空间光调制单元40的图案光束106的第二图案被构造为布置在与根据来自第一空间光调制单元30的图案光束104的第一图案相邻的位置处。在这种构造中，第二图案是在与施加图案光束105和107的光固化性树脂51的表面平行的方向上与第一图案相邻的图案。与光固化性树脂51的表面平行的方向对应于与上述照射区域平行的方向。
[双光子吸收聚合]
图5A是图示根据本公开的第二实施例的双光子吸收聚合的图。图5A是图示形成固化部分313和314的示例的图，类似于图3B。注意的是，在图5A中，省略了光固化性树脂保持单元52的图示。
在图5A中，实线表示图案光束105。长短交替的虚线表示图案光束107。这些图案光束105和107在照射区域附近重叠。因此，在图3B中，当入射光101具有相对高的强度时，存在在重叠部分中生成固化部分的可能性。同时，在图4的光固化成型装置100中，图案光束105和107的施加在时间上偏移，因此，在重叠区域中不会引起双光子吸收聚合。这种构造具有在除了固化部分313和314之外的区域中不形成固化部分的效果。图5A中由虚线指示的矩形表示包括固化部分313和314的固化部分的区域320。
图5B是图示双光子吸收聚合的比较例的图。图5B是图示使用焦点尺寸等于图5A的区域320的宽度的图案光束321形成固化部分322的示例的图。可以看出，焦点尺寸大导致过度聚合并且固化部分322在区域320上方和下方延伸。另外，在图案光束321彼此重叠的区域中导致不必要的固化部分323和324。
[光固化成型装置的另一种构造]
图6是图示根据本公开的第二实施例的光固化成型装置的另一种示例性构造的图。图6是图示光固化成型装置100的示例性构造的图，类似于图4。图6的光固化成型装置100与图4的光固化成型装置100的不同之处在于第二空间光调制单元40的位置与图1的光固化成型装置100的位置类似，并且还提供传播时间调整单元61。
传播时间调整单元61调整穿过传播时间调整单元61的入射光101的传播时间。例如，图6的传播时间调整单元61被构造为延长穿过传播时间调整单元61的入射光101的传播时间。玻璃板可以应用于传播时间调整单元61。传播时间调整单元61的布置使得可以延长经由第二空间光调制单元40到达分离/耦合单元20所需的时间，从而使图案光束105和107到达照射区域的到达时间偏移。
光固化成型装置100的其它构造与本公开的第一实施例中的光固化成型装置100的构造类似，因此将省略其描述。
以这种方式，根据本公开的第二实施例的光固化成型装置100被构造为使图案光束105和107到达照射区域的时间偏移，并且可以防止形成不必要的固化部分。
(3.第三实施例)
在上述第一实施例的光固化成型装置100中，来自光源10的入射光101已被分离/耦合单元20分离。另一方面，本公开的第三实施例的光固化成型装置100与上述第一实施例的不同之处在于，改变入射光101的偏振方向，使得入射光101入射到分离/耦合单元上。
[光固化成型装置的构造]
图7是图示根据本公开的第三实施例的光固化成型装置的示例性构造的图。图7是图示光固化成型装置100的示例性构造的图，类似于图1。图7的光固化成型装置100与图1的光固化成型装置100的不同之处在于，提供了分离/耦合单元21来代替分离/耦合单元20，并且进一步提供了偏振旋转单元70以及偏振控制单元71和72。
偏振旋转单元70将输入的入射光101转换成包括偏振方向彼此相差90度的两束光束的入射光。在图7中，在从偏振旋转单元70发射的光上图示的双圆圈各自表示垂直于附图的偏振方向，并且双头箭头均表示平行于附图的偏振方向。具有两个偏振方向的入射光101入射到分离/耦合单元21上。
分离/耦合单元21是根据入射光的偏振方向来分离入射光的分离/耦合单元。图7的分离/耦合单元21反射其偏振方向垂直于附图的光并在第一方向上分离该光，并且透射其偏振方向平行于附图的光并在第二方向上分离该光。因此，分离光束102成为其偏振方向与附图垂直的光束，并且分离光束103成为其偏振方向与附图平行的光束。如上所述构造的分离/耦合单元21被称为偏振分束器(PBS)。
偏振控制单元71和72各自将通过偏振控制单元71和72中的每一个往复运动的光的偏振方向旋转90度。偏振控制单元71被布置在从分离/耦合单元21延伸到第一空间光调制单元30的光路上。偏振控制单元72布置在从分离/耦合单元21延伸到第二空间光调制单元40的光路上。当分离光束102被偏振控制单元71转换成图案光束104时，偏振方向改变90度，并且其偏振方向与附图平行的图案光束104入射到分离/耦合单元21上并且作为图案光束105被发射。类似地，当分离光束103被偏振控制单元72转换成图案光束106时，偏振方向改变90度，并且其偏振方向与附图垂直的图案光束106入射到分离/耦合单元21上并且作为图案光束107被发射。
偏振分束器用作分离/耦合单元21，用于反射或透射s偏振光和p偏振光，并使偏振光入射到不同的第一空间光调制单元30和第二空间光调制单元40上。进一步引入偏振控制单元71和72使得可以将耦合时的光的偏振相对于分离时的光的偏振旋转90度。这种构造使得可以减少分离时的损失，并且可以减少耦合光。
通过偏振旋转单元70控制线性偏振光的旋转角度使得可以改变分光比，以调整由第一空间光调制单元30和第二空间光调制单元40调制的光束的比率。例如，通过使用相对于入射表面倾斜45度的线性偏振光，可以将由分离/耦合单元21分离的s偏振光和p偏振光之间的比率设定为1:1。
另外，图案光束105和107的偏振方向彼此正交，因此抑制了双光子吸收聚合。因此，可以抑制由图案光束105和107引起的过度聚合。
[光固化成型装置的另一种构造]
图8是图示根据本公开的第三实施例的光固化成型装置的另一种示例性构造的图。图8是图示光固化成型装置100的示例性构造的图，类似于图7。图8的光固化成型装置100与图7的光固化成型装置100的不同之处在于，提供了1/4波片73和74来代替偏振控制单元71和72。
1/4波片73和74各自将穿过1/4波片73和74中的每一个的光双向转换成线性偏振光和圆偏振光。通过使入射光往复穿过偏振控制单元71和72，可以将入射光的偏振方向旋转90度。
图9是图示根据本公开的第三实施例的光固化成型装置的另一种示例性构造的图。图9是图示光固化成型装置100的示例性构造的图，类似于图7。图9的光固化成型装置100与图7的光固化成型装置100的不同之处在于，提供了法拉第(Faraday)旋转器75和76来代替偏振控制单元71和72。
法拉第旋转器75和76各自将穿过法拉第旋转器75和76中的每一个的光的偏振方向旋转45度。通过使入射光往复穿过法拉第旋转器75和76，可以将入射光的偏振方向旋转90度。
图10是图示根据本公开的第三实施例的光固化成型装置的另一种示例性构造的图。图10是图示光固化成型装置100的示例性构造的图，类似于图7。图10的光固化成型装置100与图7的光固化成型装置100的不同之处在于，省略了偏振控制单元71和72，并且提供了第一空间光调制单元31和第二空间光调制单元41来代替第一空间光调制单元30和第二空间光调制单元40。
第一空间光调制单元31和第二空间光调制单元41各自将来自分离/耦合单元21的光的偏振方向旋转90度。
光固化成型装置100的其它构造与本公开的第一实施例中的光固化成型装置100的构造类似，因此将省略其描述。
以这种方式，根据本公开的第三实施例的光固化成型装置100将入射光101转换成具有不同偏振方向的两束光束，并对光进行分离和耦合，使得具有不同偏振方向的图案光束105和107入射到照射区域上。这种构造使得可以抑制由图案光束105和107引起的过度聚合。
(4.第四实施例)
在上述第一实施例的光固化成型装置100中，在与照射区域平行的方向上形成有两个固化部分313和314。同时，本公开的第四实施例的光固化成型装置100与上述第一实施例的不同之处在于，在与照射区域垂直的方向上生成多个固化部分。
[光固化成型装置的构造]
图11是图示根据本公开的第四实施例的光固化成型装置的示例性构造的图。图11是图示光固化成型装置100的示例性构造的图，与图1类似。图11的光固化成型装置100与图1的光固化成型装置100的不同之处在于还提供了聚光单元13和驱动单元80。
聚光单元13会聚来自分离/耦合单元20的图案光束105和107。
驱动单元80调整第二空间光调制单元40的位置。驱动单元80可以包括例如压电元件。图11的第二空间光调制单元40被调整到这样的位置：其中从分离/耦合单元20经由第二空间光调制单元40到分离/耦合单元20的光路的长度不同于第一空间光调制单元30中的光路的长度。调整穿过第二空间光调制单元40的光路长度使得可以将图案光束107的焦点位置调整到与图案光束105的位置不同的位置。
[双光子吸收聚合]
图12是图示根据本公开的第四实施例的双光子吸收聚合的图。图12是图示形成固化部分313和314的示例的图，类似于图3B。图12的固化部分314形成为在与照射区域垂直的方向上(即在z轴方向上)偏移。图12图示了形成在固化部分313的上层上的固化部分314的示例。通过图11的驱动单元80在与分离/耦合单元20分开的方向上移动第二空间光调制单元40的位置，图案光束107的焦点位置可以偏移到图案光束105的焦点位置上方。
注意的是，本公开的光固化成型装置100不限于此示例。例如，在图9中所述的光固化成型装置100中，对于第一空间光调制单元30和第二空间光调制单元40使用用于相位调制的空间光调制单元使得可以改变图12中的z轴方向上的焦点位置。此外，可以调整第二空间光调制单元40的每个像素的数据信号，以在z轴上的期望位置处形成具有期望图案的图像。
光固化成型装置100的其它构造与本公开的第一实施例中的光固化成型装置100的构造类似，因此将省略其描述。
以这种方式，本公开的第四实施例的光固化成型装置100被构造为在z轴方向上使图案光束105和107的焦点位置偏移。这种构造使得可以快速地形成多个固化部分。
注意的是，本公开的第二实施例的构造可以应用于其它实施例。具体而言，图4的被构造为使得从分离/耦合单元20经由第二空间光调制单元40到分离/耦合单元20所需的光路的传播时间不同于从分离/合光单元20经由第一空间光调制单元30到分离/合光单元20所需的光路的传播时间的光固化成型装置100的构造可以适用于本公开的第三实施例和第四实施例。
注意的是，本文描述的效果仅是示例并且不限于该描述，并且可以提供其它效果。
注意的是，本技术还可以具有以下构造。
(1)
一种光固化成型装置，包括：
分离/耦合单元，使施加到光固化性树脂以形成固化部分的入射光在第一方向和第二方向上分离，耦合通过分离入射光获得的从第一方向入射的光束和第二方向入射的光束，并在第三方向上发射耦合的光；以及
第一空间光调制单元，布置在第一方向上，用于将来自分离/耦合单元的光束调制为具有带固化部分的图案的第一图案的光束，并将具有第一图案的光束发射到分离/耦合单元，用于耦合具有第一图案的光束；以及
第二空间光调制单元，布置在第二方向上，用于将来自分离/耦合单元的光束调制为具有在第一图案附近的第二图案的光束，并将具有第二图案的光束发射到分离/耦合单元，用于耦合具有第二图案的光束。
(2)
根据上述(1)所述的光固化成型装置，其中，
入射光是来自飞秒激光光源的激光。
(3)
根据上述(1)或(2)所述的光固化成型装置，其中
第一空间光调制单元将来自分离/耦合单元的光束调制为具有第一图案的光束，并将具有第一图案的光束反射到分离/耦合单元，以及
第二空间光调制单元将来自分离/耦合单元的光束调制为具有第二图案的光束，并将具有第二图案的光束反射到分离/耦合单元。
(4)
根据上述(1)至(3)中的任一项所述的光固化成型装置，其中，
第二图案是在与光固化性树脂的表面平行的方向上与第一图案相邻的图案。
(5)
根据上述(4)所述的光固化成型装置，其中，
在第二空间光调制单元中，从分离/耦合单元经由第二空间光调制单元延伸到分离/耦合单元的光路的传播时间与第一空间光调制单元中的光路的传播时间不同。
(6)
根据上述(5)所述的光固化成型装置，其中，
第二空间光调制单元布置在光路长度与第一空间光调制单元中的光路长度不同的位置处。
(7)
根据上述(5)所述的光固化成型装置，还包括：
传播时间调整单元，布置在第一空间光调制单元中的光路和第二空间光调制单元中的光路当中的任意一个中，用于调整光的传播时间。
(8)
根据上述(4)所述的光固化成型装置，还包括
偏振旋转单元，布置在生成入射光的光源与分离/耦合单元之间，用于将入射光转换成偏振方向彼此相差90度的两束入射光束，其中
分离/耦合单元反射所述两束入射光束中的一束以在第一方向上分离光束，并透射所述两束入射光束中的另一束以在第二方向上分离光束。
(9)
根据上述(8)所述的光固化成型装置，还包括：
第一偏振控制单元，布置在从分离/耦合单元经由第一空间光调制单元延伸到分离/耦合单元的光路中，用于将往复穿过第一偏振控制单元的光的偏振方向旋转90度；以及
第二偏振控制单元，布置在从分离/耦合单元经由第二空间光调制单元延伸到分离/耦合单元的光路中，用于将往复穿过第二偏振控制单元的光的偏振方向旋转90度。
(10)
根据上述(8)所述的光固化成型装置，其中，
第一空间光调制单元将来自分离/耦合单元的光的偏振方向旋转90度，并且
第二空间光调制单元将来自分离/耦合单元的光的偏振方向旋转90度。
(11)
根据上述(1)所述的光固化成型装置，还包括：
聚光单元，布置在第三方向上，用于会聚由分离/耦合单元发射的光束，其中
第二空间光调制单元被调整到从分离/耦合单元经由第二空间光调制单元延伸到分离/耦合单元的光路长度与第一空间光调制单元中的光路长度不同的位置。
(12)
根据上述(11)所述的光固化成型装置，还包括：
驱动单元，调整第二空间光调制单元的位置。
(13)
根据上述(11)所述的光固化成型装置，还包括
偏振旋转单元，布置在生成入射光的光源与分离/耦合单元之间，用于将入射光转换成偏振方向彼此相差90度的两束入射光束，其中
分离/耦合单元反射两束入射光束中的一束以在第一方向上分离光束，并透射两束入射光束中的另一束以在第二方向上分离光束。
(14)
根据上述(1)至(13)中的任一项所述的光固化成型装置，还包括
树脂保持部分，布置在第三方向上以保持光固化性树脂，并保持由从分离/耦合单元发射的光形成的固化部分。
(15)
根据上述(1)至(14)中的任一项所述的光固化成型装置，还包括
第一光学系统，布置在生成入射光的光源与分离/耦合单元之间，以放大激光的光束直径。
(16)
根据上述(1)至(15)中的任一项所述的光固化成型装置，还包括
第二光学系统，减少从分离/耦合单元发射的光。
参考符号列表
10 光源
11 第一光学系统
12 第二光学系统
13 聚光单元
20、21 分离/耦合单元
30、31 第一空间光调制单元
40、41 第二空间光调制单元
51 光固化性树脂
52 光固化性树脂保持单元
61 传播时间调整单元
70 偏振旋转单元
71、72 偏振控制单元
73、74 1/4波片
75、76 法拉第转子
80 驱动单元
100 光固化成型装置
Claims (16)
1.一种光固化成型装置，包括：
分离/耦合单元，使施加到光固化性树脂以形成固化部分的入射光在第一方向和第二方向上分离，耦合通过分离入射光获得的从第一方向入射的光束和第二方向入射的光束，并在第三方向上发射耦合的光；以及
第一空间光调制单元，布置在第一方向上，用于将来自分离/耦合单元的光束调制为具有带固化部分的图案的第一图案的光束，并将具有第一图案的光束发射到分离/耦合单元，用于耦合具有第一图案的光束；以及
第二空间光调制单元，布置在第二方向上，用于将来自分离/耦合单元的光束调制为具有在第一图案附近的第二图案的光束，并将具有第二图案的光束发射到分离/耦合单元，用于耦合具有第二图案的光束。
2.根据权利要求1所述的光固化成型装置，其中
入射光是来自飞秒激光光源的激光。
3.根据权利要求1所述的光固化成型装置，其中
第一空间光调制单元将来自分离/耦合单元的光束调制为具有第一图案的光束，并将具有第一图案的光束反射到分离/耦合单元，以及
第二空间光调制单元将来自分离/耦合单元的光束调制为具有第二图案的光束，并将具有第二图案的光束反射到分离/耦合单元。
4.根据权利要求1所述的光固化成型装置，其中
第二图案是在与光固化性树脂的表面平行的方向上与第一图案相邻的图案。
5.根据权利要求4所述的光固化成型装置，其中
在第二空间光调制单元中，从分离/耦合单元经由第二空间光调制单元延伸到分离/耦合单元的光路的传播时间与第一空间光调制单元中的光路的传播时间不同。
6.根据权利要求5所述的光固化成型装置，其中
第二空间光调制单元布置在光路长度与第一空间光调制单元中的光路长度不同的位置处。
7.根据权利要求5所述的光固化成型装置，还包括
传播时间调整单元，布置在第一空间光调制单元中的光路和第二空间光调制单元中的光路当中的任意一个中，用于调整光的传播时间。
8.根据权利要求4所述的光固化成型装置，还包括
偏振旋转单元，布置在生成入射光的光源与分离/耦合单元之间，用于将入射光转换成偏振方向彼此相差90度的两束入射光束，其中
分离/耦合单元反射所述两束入射光束中的一束以在第一方向上分离光束，并透射所述两束入射光束中的另一束以在第二方向上分离光束。
9.根据权利要求8所述的光固化成型装置，还包括：
第一偏振控制单元，布置在从分离/耦合单元经由第一空间光调制单元延伸到分离/耦合单元的光路中，用于将往复穿过第一偏振控制单元的光的偏振方向旋转90度；以及
第二偏振控制单元，布置在从分离/耦合单元经由第二空间光调制单元延伸到分离/耦合单元的光路中，用于将往复穿过第二偏振控制单元的光的偏振方向旋转90度。
10.根据权利要求8所述的光固化成型装置，其中
第一空间光调制单元将来自分离/耦合单元的光的偏振方向旋转90度，并且
第二空间光调制单元将来自分离/耦合单元的光的偏振方向旋转90度。
11.根据权利要求1所述的光固化成型装置，还包括
聚光单元，布置在第三方向上，用于会聚由分离/耦合单元发射的光束，其中
第二空间光调制单元被调整到从分离/耦合单元经由第二空间光调制单元延伸到分离/耦合单元的光路长度与第一空间光调制单元中的光路长度不同的位置。
12.根据权利要求11所述的光固化成型装置，还包括
驱动单元，调整第二空间光调制单元的位置。
13.根据权利要求11所述的光固化成型装置，还包括
偏振旋转单元，布置在生成入射光的光源与分离/耦合单元之间，用于将入射光转换成偏振方向彼此相差90度的两束入射光束，其中
分离/耦合单元反射两束入射光束中的一束以在第一方向上分离光束，并透射两束入射光束中的另一束以在第二方向上分离光束。
14.根据权利要求1所述的光固化成型装置，还包括
树脂保持部分，布置在第三方向上以保持光固化性树脂，并保持由从分离/耦合单元发射的光形成的固化部分。
15.根据权利要求1所述的光固化成型装置，还包括
第一光学系统，布置在生成入射光的光源与分离/耦合单元之间，以放大入射光的光束直径。
16.根据权利要求1所述的光固化成型装置，还包括
第二光学系统，减少从分离/耦合单元发射的光。
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