JP2014133263A - 超短レーザ微細テクスチャ印刷 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固体基材のレーザテクスチャリングを行うシステムおよび方法が開示される。いくつかの実施形態では、基材または基材表面の反射、回折および/または吸収特徴を、ランダム、周期的、および/または半周期的な微細構造フィーチャを基材(または基材表面)上に超高速レーザパルス列で形成することにより改質して、画像が基材から取得可能となる。微細構造フィーチャは、超高速パルス列の光の波長よりもわずかに大きな、それと同等の、かつ/またはそれよりも小さな平均サイズを有する。超高速パルス列は、例えば光露光時間、パルス列強度、レーザ偏光、レーザ波長、または前述のものの組合せを変化させるために変調できる。
【選択図】図1
Description
第8の実施形態の一態様では、領域は、約100nmから100ミクロンの深さを有する表面フィーチャを備える。
第10の実施形態では、媒体中にグレースケール画像を形成するシステムが開示される。システムは、レーザビームを出力するように構成されたレーザソースを備える。レーザビームは、約100ピコ秒未満のパルス幅を有する複数の光パルスを含む。システムは、表面を有する基材を保持する支持体、およびレーザビームを基材の表面に対して走査するように構成された走査システムも含む。システムは、基材の表面のさまざまな領域に供給される光エネルギーの総量を所望のグレースケールに基づいて変化させ、それにより、領域の反射率を改変して、グレースケール画像を生成するように構成されたコントローラも含む。いくつかの態様では、光エネルギーの総量は、基材の表面の一領域に供給される光パルスのエネルギーを合計することにより求められる。
104 レーザシステム
108 走査ミラー
110 収束光学系
112 ターゲット基材
114 コントローラ
Claims (17)
- グレースケール画像が媒体から取得可能となるように前記媒体を改質する方法において、
表面を有する媒体を備えるステップと、
約100ピコ秒未満のパルス幅を有する複数の光パルスを含み、前記媒体の前記表面に光エネルギーを供給するレーザビームを、前記表面に対して走査するステップと、
前記媒体の前記表面の異なる領域に供給される前記光エネルギーを変化させて、それにより、前記領域の反射率、吸収率および回折特性のうち少なくとも1つを改変して、前記媒体から取得可能な前記グレースケール画像をもたらすステップと
を備え、
前記レーザビームの前記複数のパルスの少なくとも一部が、100kHzより大きな繰り返しレートで生成され、および、焦点スポット径を有する焦点にフォーカスされ、100kHz未満の繰り返しレートで取得可能な時間におけるコントラストよりもより短い時間でイメージ部分を形成しながら、前記100kHzより大きな繰り返しレートでの前記媒体内および前記焦点スポット径上におけるオーバーラップしたパルスの累積が、前記グレースケール画像における改善されたコントラストをもたらすことを特徴とする方法。 - 前記複数のパルスは、約10kHzよりも大きな繰返しレートで生成されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記光パルスの前記パルス幅は、約10ピコ秒より少ないことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記光パルスは、約100nJから約100μJの範囲内のエネルギーを有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記媒体から取得可能な前記グレースケール画像として実質的に複製すべき画像に関連する情報を含む電子画像ファイルを受領するステップをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 光エネルギーを変化させる前記ステップは、前記表面に対する前記レーザビームの走査速度を変調することを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法
- 光エネルギーを変化させる前記ステップは、前記媒体の前記表面での前記光パルスの焦点スポットサイズのオーバーラップを変化させることを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 反射率、吸収率および回折特性のうち少なくとも1つを改変することは、前記反射率を改変することを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記グレースケール画像は、前記媒体を光で照明することにより取得可能となることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 請求項1に記載の方法により、グレースケール画像がそこから取得可能となるように改質され、前記グレースケール画像は、人、動物、自然構造物、人工構造物、または芸術的表現作品を表現したものを含むことを特徴とする媒体。
- グレースケール画像が媒体から取得可能となるように前記媒体を改質するシステムであって、
約100ピコ秒未満のパルス幅を有する複数の光パルスを含むレーザビームを出力することが可能なレーザソースであって、ファイバレーザを含み、光変調器をさらに含むレーザソースと、
表面を有する媒体を保持する支持体と、
前記媒体の前記表面に対して、前記レーザビームを相対的に走査するように構成された走査システムと、
所望のグレースケールに基づいて、前記レーザビームによって前記媒体の前記表面の異なる領域に供給される光エネルギーを変化させて、それにより、前記領域の反射率、吸収率および回折率のうち少なくとも1つを改変して、前記媒体から取得可能な前記グレースケール画像をもたらすように構成されたコントローラであって、100kHzよりも大きい繰り返しレートで生成されている少なくとも幾つかのパルスにおいて、前記変調器を制御することによって可変繰り返しレートでパルスを生成するよう構成されたコントローラと
を備えたことを特徴とするシステム。 - 前記レーザソースは、周波数変換器をさらに備えることを特徴とする請求項11に記載のシステム。
- 前記レーザソースは、発振器および増幅器を備えることを特徴とする請求項11に記載のシステム。
- 前記走査システムは、前記媒体の前記表面に対して、第1のスピードでおよび前記第1のスピードよりも大きい第2のスピードで、前記ビームを走査するよう構成されたことを特徴とする請求項11に記載のシステム。
- 請求項11に記載のシステムにより、グレースケール画像がそこから取得可能となるように改質され、前記グレースケール画像は、人、動物、自然構造物、人工構造物、または芸術的表現作品を表現したものを含むことを特徴とする媒体。
- 表面を有する媒体を、グレースケール画像が前記媒体から取得可能となるように改質する方法において、
約100ピコ秒未満の第1のパルス幅を有する複数の第1の光パルスを含み、第1の光エネルギーを前記媒体の前記表面のエリアに供給する第1のレーザビームを、前記表面に対して第1の走査速度で走査するステップと、
前記第1のレーザビームによって前記エリアの異なる領域に供給される前記第1の光エネルギーを変化させて、それにより、前記エリア内の前記領域の反射率、吸収率および回折特性のうち少なくとも1つを改変して、第1の可視性を有しており、前記媒体から取得可能な第1のグレースケール画像をもたらすステップと、
約100ピコ秒未満の第2のパルス幅を有する複数の第2の光パルスを含み、第2の光エネルギーを前記第1のレーザビームによって走査された前記エリアの少なくとも一部分に供給する第2のレーザビームを、前記表面に対して前記第1の走査速度よりも大きな第2の走査速度で走査するステップと、
前記エリア内の異なる領域に供給される前記第2の光エネルギーを変化させるステップであって、それにより、前記第1の可視性よりも優れた第2の可視性を有しており、前記媒体から取得可能な第2のグレースケール画像をもたらすステップと
を備えることを特徴とする方法。 - 前記第1のパルス幅は、前記第2のパルス幅と実質的に同一であることを特徴とする請求項16に記載の方法。
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