CN1360532A - 用粒子射线或波射线描绘预先规定的名义轨迹的方法和方法的应用 - Google Patents

用粒子射线或波射线描绘预先规定的名义轨迹的方法和方法的应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及到用离子射线或波射线描绘预先规定的名义轨迹(1)的方法,在其中移动的射线矫正仪影响射线的方向,从而这个描绘出一个实际轨迹(3,4)。将惯性决定的实际轨迹(3,4)与名义轨迹的偏差通过预先规定被修正的名义轨迹(2),这在方向变化的地方描绘出一个弯路,最小化。此外本发明涉及到将本方法应用在激光结构化或标牌或数字盘的打标记上。

Description

用粒子射线或波射线描绘预先 规定的名义轨迹的方法和方法的应用
本发明涉及到用粒子射线或波射线描绘预先规定的名义轨迹的方法，其方向通过移动的射线矫正仪是可以改变的。此外本发明涉及到这种方法的应用。
从US 5,593,606中已知一种方法，在其中将脉冲激光射线用马达控制的反射镜偏转。将预先规定的名义轨迹的数据被控制仪传输给马达的控制规程。移动的射线矫正仪影响射线方向，因此将射线投影在一个平面上描绘了具有速度vB的实际轨迹。
这种已知方法的缺点是，当直线名义轨迹时由于射线矫正仪的机械惯性将实际轨迹用恒定延迟为滞后误差时间tS进行描绘。这个滞后误差导致，属于弯曲名义轨迹的实际轨迹与名义轨迹有偏差。此时偏差与轨迹速度vB有关。附图1a至1d表示了偏差的各种例子。名义轨迹1和实际轨迹3各自代表了比较低的轨迹速度。此外在附图1b和1c上实际轨迹4各自代表了比较高的轨迹速度。
轨迹速度愈高，实际轨迹与名义轨迹的偏差愈大，用轨迹速度描绘名义轨迹。实际轨迹与名义轨迹的偏差导致了，在恒定的激光脉冲频率时在缩短的轨迹路段上激光脉冲数增加。这表示在附图2a和2b上。在附图2a上表示了沿着名义轨迹1上的一系列激光点7。其中箭头标明了激光射线的运动方向。在附图2b上表示了沿着实际轨迹的一系列激光点7。箭头标明了激光射线的运动方向。如果将激光射线用于表面的结构化，则这种脉冲密度的增加导致单位面积能量数量的提高带来所有可能的不希望的后果。
因此本发明的目的是提供用粒子射线或者波射线描绘预先规定的名义轨迹的一种方法。在其中实际达到的实际轨迹与名义轨迹的偏差最小。
按照本发明这个目的是通过按照权利要求1的方法达到的。本发明有益的结构和本发明的应用从其他权利要求中获悉。
本发明规定了用粒子射线或波射线描绘预先规定的名义轨迹的方法，在其中移动的射线矫正仪影响射线方向。将射线由射线矫正仪对准一个平面，在其上用速度vB的射线描绘实际轨迹。控制仪将名义轨迹转换为被修正的名义轨迹，这个在名义轨迹第一个方向到名义轨迹的第二个方向的离散变化的周围描绘一个弯路。这个弯路是由于插入或者删除在名义轨迹上的任意段产生的。将被修正的名义轨迹的数据通过控制仪传输给射线矫正仪的控制规程。
因为在描绘之前已经完全知道准备描绘的名义轨迹，通过按照本发明的名义轨迹修正可以达到使实际轨迹与名义轨迹的偏差变成最小。在偏差方面特别关键的是名义轨迹的方向变化，在那里名义轨迹有拐角。在拐角周围可以将实际轨迹移近名义轨迹，如果将拐角外边经过的弯路插入名义轨迹中，这进一步补偿了在附图1上表示的实际轨迹不希望的圆角。
特别有益的是人们使用直线段的修正段，于是直线的名义轨迹产生原本在实际轨迹上没有偏差。
在描绘预先规定的名义轨迹的方法中，在其中预先规定了具有恒定轨迹速度vB的实际轨迹，由于射线矫正仪的机械惯性使直线的名义轨迹被激光射线比实际轨迹用恒定延迟为滞后误差时间tS进行描绘。在这里下面按照本发明用于描绘预先规定名义轨迹的方法是特别有益的，将滞后误差时间tS利用作为基础。被修正的名义轨迹此时是由名义轨迹产生的，如果在第一个到第二个方向的方向变化的地方将指向第一个方向的长度为L的第一个直线段附上。对于直线段的长度适合于：L＝vB×tS。此外在第一个直线段与方向变化的地方相反方向的端部附上长度L的第二个直线段，此时与第一个方向相反对于第二个直线段预先规定了最大可能的轨迹速度vmax＞vB。然后将名义轨迹移出到方向变化地方以外一段。然后快速返回到方向变化的地方。
将按照权利要求1的方法也可以特别有益地使用在弯曲的名义轨迹上，如果将连续方向变化的名义轨迹通过前后连续的，离散的方向变化的名义轨迹近似，于是将这个按照权利要求1的方法进行修正。
特别有益的是使用脉冲射线的方法。例如借助于激光射线在表面结构化时存在的问题是，由于轨迹不准确度在缩短的实际轨迹段上放上了提高的激光脉冲密度。通过轨迹修正可以避免激光脉冲密度的增加。
此外按照本发明的方法特别有益的应用是，如果作为射线使用激光射线和作为移动的射线矫正仪使用具有检流计马达的反射镜。正巧在具有检流计马达的反射镜上目前出现射线矫正仪的机械惯性问题。
将按照本发明的方法可以特别有益地使用在加工或者改变一个表面，例如数字盘的打标记，或者材料的涂覆或材料的去除，例如在激光结构化时或借助于离子射线半导体表面的添加。
如果人们使用离子射线作为射线，则特别有益的是作为射线矫正仪使用电磁的棱镜。
下面借助于实施例和与之有关的附图详细叙述本发明。
附图3b至3c表示了预先规定的名义轨迹，按照本发明修正的名义轨迹和从中得出的实际轨迹。
附图4表示了具有连续方向变化的名义轨迹，这被具有离散方向变化的名义轨迹近似。
附图3a表示了预先规定的名义轨迹1，在其上从第一个到第二个方向发生方向变化。将名义轨迹1用轨迹速度vB各自在箭头方向进行描绘。
附图3b表示了属于附图3a的被修正的名义轨迹2。在名义轨迹的折点在第一个方向上附加长度为L的第一个直线段。将这个直线段用轨迹速度vB描绘。在第一个直线段上附加同样长度的第二个直线段，这个是在相反方向上。将这个第二个直线段用最大的轨迹速度vmax描绘，从而它在方向变化的地方几乎代表了反跳指令。在第二个方向的折点后面对应于名义轨迹跟随着被修正的名义轨迹，这个用轨迹速度vB描绘。
附图3c表示了属于附图3b达到的实际轨迹5。将两个直线段用轨迹速度vB在通过箭头规定的方向进行描绘。如果忽略在方向变化的地方第二个方向段的小的空缺和小的弯曲被修正的实际轨迹5相当于预先规定的名义轨迹。
附图4表示了弯曲的名义轨迹6。将这个被先后连续的，离散的方向变化的名义轨迹1近似。方向变化的地方是用箭头标明的。现在将具有离散的方向变化的这个名义轨迹1可以重新对应于按照本发明的方法进行修正。
本发明不仅限于示范性地表示的实施形式，而且在其通用的形式上是通过权利要求1定义的。

Claims (9)

1.用粒子射线或波射线按照有方向变化的预先规定的名义轨迹(1)描绘轨迹的方法，
在其中移动的射线矫正仪影响射线的方向，通过这个将射线在平面上投影了一个用速度vB描绘的实际轨迹(3，4)，
在其中将名义轨迹(1)被控制仪转换为被修正的名义轨迹(2)，这在离散的方向变化的周围从第一个方向到第二个方向描绘了一个弯路，这是通过将任意的段附加和/或删除在名义轨迹(2)上产生的，和此时将被修正的名义轨迹(2)通过控制仪传输给射线矫正仪的控制规程。
2.按照权利要求1的方法，
在其中
段是直线段。
3.按照权利要求1或2的方法，
-在其中将实际轨迹(3，4)用恒定的轨迹速度vB描绘，
-在其中在直线的名义轨迹(1)上由于射线矫正仪的机械惯性将实际轨迹(3，4)用恒定延迟为滞后误差时间tS进行描绘，
-在其中被修正的名义轨迹(2)是由名义轨迹产生的，
-如果在方向变化的地方将指向第一个方向的长度为L的第一个直线段附加在目前的轨迹上，这适合于L＝vB×tS，和
-如果将指向相反方向的长度为L的第二个直线段附加在方向变化的地方第一个直线段的相反方向的端部，对于这个预先规定了最大的轨迹速度，其中vmax＞vB。
4.按照权利要求1至3的方法，
在其中
将具有连续方向变化的名义轨迹(6)通过具有先后的、离散的方向变化的一个名义轨迹(1)近似。
5.按照权利要求1至4的方法，
在其中
使用脉冲射线。
6.按照权利要求1至5的方法，
在其中，
作为射线使用激光射线和作为移动的射线矫正仪使用具有检流计马达的反射镜。
7.将按照权利要求1至6的方法使用在加工或改变一个表面或者用于材料的涂覆或者材料的去除。
8.将按照权利要求1至6的方法使用在标牌或号码盘的打标记上。
9.按照权利要求1至9的方法，
在其中，
作为射线使用离子射线和作为射线矫正仪使用电磁的棱镜。
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