Система коррекции положений

Для поддержания межстрочного рас­стояния с высокой точностью в сканирующих устройствах не­обходимо применять исключительно прецизионные дефлекто­ры, процесс изготовления которых является очень сложным. Кроме того, как бы точно ни был изготовлен дефлектор, при его эксплуатации изнашиваются опоры вращения вала, что приво­дит к неизбежному биению оси вращения дефлектора. Поэтому для обеспечения нечувствительности процесса сканирования к угловым ошибкам дефлекторов, т.е. к малым отклонениям зер­кальных граней дефлекторов от заданного положения, приме­няются специальные системы коррекции.

Системы коррекции изменяют пространственное положение луча, компенсирующее угловые ошибки дефлектора. В существу­ющих устройствах применяются следующие методы компенса­ции: пассивная оптическая коррекция, динамическая авторе­гулировка и программная синхронная коррекция.

Рис. 12.3. Схема оптической компенсации ошибок угла наклона граней дефлектора.

Пассивная оптическая коррек­ция основана на применении в оп­тической системе цилиндричес­кой и тороидальной оптики. Этот метод компенсации ошибок угла наклона граней дефлектора проиллюстрирован на рис. 12.3.

Из рисунка видно, что хотя ошибка угла наклона грани (плоскости А) приводит к отклонению оси кони­ческого отраженного пучка света, пятно в плоскости регистра­ции (плоскость В) по-прежнему отображается в нужную точку. Во многих случаях применение оптической коррекции позволя­ет ослабить требования к точности углового положения граней дефлектора в 20-100 раз.

Динамическая авторегулировка и программная синхронная коррекция являются более совершенными методами и основа­ны на изучении закона движения лазерного луча для каждой грани дефлектора. В соответствии с этим законом управляют дополнительным отклонением лазерного луча, компенсирую­щим угловые ошибки дефлектора.

Дополнительное отклонение луча может осуществляться раз­личными способами. Например, с помощью компенсирующего зеркала, установленного на пьезоэлементе. На пьезоэлемент по­ступают электрические сигналы, обеспечивающие перемеще­ние по определенному закону компенсирующего зеркала, кото­рое и корректирует положение луча.

Для дополнительного отклонения луча при его простран­ственной коррекции в некоторых сканирующих устройствах применяют акустооптические дефлекторы.

При использовании метода динамической авторегулировки в процессе сканирования отслеживают положение лазерного луча в реальном времени. Измеряют отклонения, вызванные не­точностью углов наклона граней, и в результате получают сиг­налы для автоматического управления коррекцией луча.

На рис. 12.4 приведена схема лазерного сканирую­щего устройства с коррек­цией положения луча по методу динамической ав­торегулировки. В этом уст­ройстве луч лазера 1 моду­лируется акустооптическим модулятором 2. Для дополнительного отклоне­ния луча по осям и слу­жат соответственно акус­тооптические дефлекторы 3 и 4. Значение дополни­тельного отклонения и определяются частотами и ультразвуковых волн в акустооптических дефлекторах, которые задают заправляющим устрой­ством. Затем луч проходит через телескопическую систему 5 и попадает на вращающийся от электродвигателя 7 зеркальный призменный дефлектор 6. Объектив 8 фокусирует луч в плоско­сти светочувствительного материала 9.

Рис. 2.54. Сканирующее устройство с системой коррекции на основе акустооптических дефлекторов.

При программной синхронной коррекции предварительно изучают закон движения для каждой грани зеркального много­гранника, вводят сигнал коррекции в память управляющего ус­тройства и осуществляют периодическое дополнительное откло­нение луча в соответствии с этим сигналом.

Недостаток методов динамической авторегулировки и про­граммной синхронной коррекции - необходимость измерения пространственного положения луча с высокой точностью.