DE19621802A1 - Vorrichtung zum Steuern der Strahlungsintensität - Google Patents
Vorrichtung zum Steuern der StrahlungsintensitätInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Erfassen und zum
Einstellen der Strahlungsintensität einer Laserlichtquelle
Ferner betrifft die Erfindung Verfahren zum Erfassen und
Steuern der Strahlungsintensität einer Lichtquelle. Die ge
nannten Vorrichtungen und Verfahren können in einem Laser
drucker o. ä. verwendet werden.
Bei einem bekannten Laserdrucker wird die Strahlung einer La
serlichtquelle mittels eines optischen Systems einem rotie
renden oder oszillierenden Spiegel zugeführt. Der Laserstrahl
wird dann über eine fotoleitende Trommel in einem Abtastvor
gang geführt. Die Fotoleiterschicht der Trommel wird dadurch
belichtet und es entsteht ein elektrostatisches latentes
Bild, welches in einem weiteren Prozeß auf einen Aufzeich
nungsträger übertragen wird.
Die Dichte bzw. der Schwärzungsgrad des elektrostatischen la
tenten Bildes ändert sich mit der Strahlungsintensität des
von der Laserlichtquelle ausgesendeten Strahlungsflusses.
Daher wird der Strahlungsfluß des Lasers auf einen
vorbestimmten Wert gesteuert. Bei bekannten
Laserdruckersystemen wird die Intensität mittels eines
Intensitätsdetektors erfaßt und eingestellt, der Teil der
Laserlichtquelle oder an der Laserlichtquelle angeordnet ist.
Die Intensität des Strahlungsflusses, welcher der fotoleiten
den Trommel zugeführt wird, ändert sich, wenn der Strahlungs
fluß das optische System zwischen dem Laser und der fotolei
tenden Trommel durchsetzt, oder der Strahlungsfluß wird bei
der Übertragung infolge von Änderungen der. Umgebungsbedingun
gen geändert, wodurch die Druckqualität des Druckers verrin
gert wird.
Ein bekanntes Verfahren zum Steuern der Intensität des Strah
lungsflusses sieht vor, den von der Lichtquelle emittierten
Strahlungsfluß in einen Monitorstrahlungsfluß und einen
Hauptstrahlungsfluß aufzuteilen. Die Intensität des Haupt
strahlungsflusses wird dann durch Erfassen der Intensität des
Monitorstrahlungsflusses gesteuert. Diese Art von Intensi
tätsteuerung hat auf dem Gebiet der optischen Plattensysteme
(optical disc devices) breiten Einsatz gefunden. Der von ei
ner Strahlungsquelle, beispielsweise einem Halbleiterlaser,
emittierte Strahlungsfluß wird durch ein strahlteilendes Ele
ment, beispielsweise einen Strahlteiler aufgeteilt, wobei ein
Teil-Strahlungsfluß als Monitorstrahlungsfluß verwendet wird.
Der andere, hauptsächliche Teil des ursprünglichen Strah
lungsflusses wird einer optischen Platte zugeführt und modu
liert, um auf die Platte Informationen zu schreiben. Dieses
Verfahren ist als automatische Strahlungsleistungsregelung
APC bekannt (automatic power control).
Wenn jedoch bei der herkömmlichen Vorrichtung mehr als eine
Lichtquelle Strahlung mit unterschiedlichen Polarisationszu
ständen aussendet, so kann die Strahlungsintensität auf der
Bildebene durch eine APC-Operation nicht auf einem vorbe
stimmten Wert gehalten werden. Dies trifft auch für eine Vor
richtung zu, die mehrere Lichtquellen verwendet, wenn der Po
larisationszustand des jeweiligen Strahlungsflusses infolge
von Änderungen der Umgebungsbedingungen sich ändert.
Im allgemeinen sind der Transmissionsgrad oder der Refle
xionsgrad eines optischen Teilerelementes sowie die optischen
Kenngrößen anderer optischer Elemente, welche den Hauptstrah
lungsfluß der Bildebene zuführen, polarisationsabhängig. Mit
anderen Worten ausgedrückt, ändert sich der durchgelassene
oder reflektierte Strahlungsfluß abhängig vom Polarisations
zustand des auf ein optisches Element einfallenden Strah
lungsflusses. Insbesondere dann, wenn ein extrem kleiner Teil
des Strahlungsflusses abgeteilt wird, um ihn als Monitor
strahlungsfluß zu verwenden und den Anteil des Hauptstrah
lungsflusses zur Erhöhung der Effizienz groß zu halten, än
dert sich die Strahlungsintensität des Monitorstrahlungsflus
ses signifikant, abhängig von den Polarisationszuständen der
einfallenden Strahlung. Außerdem ändert sich das Verhältnis
zwischen der Intensität des Hauptstrahlungsflusses und der
Intensität des Monitorstrahlungsflusses, wenn die Aufteilung
an einem optischen Teilerelement erfolgt, abhängig vom Pola
risationszustand des einfallenden Strahlungsflusses. Wenn
sich das Verhältnis zwischen den aufgeteilten Strahlungsflüs
sen ändert, so kann bei der herkömmlichen APC-Operation, die
die Strahlungsintensität des Monitorstrahlungsflusses auswer
tet, die Intensität des Hauptstrahlungsflusses auf der Bild
ebene nicht mehr auf einem vorbestimmten Pegel gehalten wer
den.
Dieses genannte Problem tritt insbesondere dann auf, wenn in
einem optischen System optische Fasern verwendet werden. Bei
der optischen Übertragung halten allgemein verwendete opti
sche Fasern keine bestimmte Polarisationsebene ein, obwohl es
Anwendungsfälle gibt, bei denen die Polarisationsrichtung des
einfallenden linear polarisierten Lichtes senkrecht zu der
des ausgehenden linear polarisierten Lichtes ist. Die Ände
rung der Polarisationsebene nimmt zu, wenn die optischen Fa
sern gebogen oder verdreht werden, was zur Installation von
Fasern häufig erforderlich ist.
Ein Anwendungsfall, bei dem das Problem des Verlustes der Po
larisationsebene auftritt, ist z. B. ein optisches
Mehrstrahlsystem, bei dem Strahlungsflüsse von mehreren
Strahlungsquellen emittiert und durch optische Fasern von den
Strahlungsquellen weitergeleitet werden und jede Strahlungs
quelle eine Punktlichtquelle darstellt. Wenn die von den Fa
sern weitergeleiteten Strahlungsflüsse durch einen Strahltei
ler aufgeteilt werden, um einen Monitorstrahlungsfluß zu er
halten, unterscheidet sich die Polarisierung eines jeden
Strahlungsflusses, der von der jeweiligen Faser abgegeben
wird, selbst wenn die Polarisationszustände der in die Fasern
eintretenden Strahlungsflüsse einheitlich sind. Daher ist es
mit einem herkömmlichen APC-Verfahren auf der Basis des de
tektierten Monitorstrahlungsflusses nicht möglich, die Strah
lungsintensität des Hauptstrahlungsflusses auf einer Bild
ebene konstant zu halten.
Es ist Aufgabe der Erfindung, Vorrichtungen und Verfahren zum
Erfassen und zum Steuern der von einer Laserlichtquelle abge
gebenen Strahlungsleistung anzugeben, bei denen die Intensi
tät des auf einer Bildebene auftretenden Strahlungsflusses
auf einen vorbestimmten Pegel steuerbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen defi
nierten Vorrichtungen und Verfahren gelöst.
Bei der Erfindung wird ein Monitorstrahlungsfluß vom ur
sprünglichen Strahlungsfluß nach dem Durchsetzen des opti
schen Systems abgeteilt, wodurch Alterungseinflüsse oder um
gebungsbedingte Änderungen des optischen Systems kompensiert
werden können und der Strahlungssensor die Strahlungsintensi
tät des Hauptstrahlungsflusses genau erfaßt.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Lichtemp
fangsfläche des Sensors in bezug auf eine Ebene senkrecht zur
optischen Achse des Monitorstrahlungsflusses geneigt. Der an
der Lichtempfangsfläche reflektierte Monitorstrahlungsfluß
wird von der Laserstrahlungsquelle und der Ablenkeinheit weg
gelenkt. Demgemäß wird das reflektierte Licht bei der Bilder
zeugung nicht berücksichtigt. Auch wird das reflektierte
Licht nicht entlang des Strahlenganges zum Halbleiterlaser
oder zum Laser zurückgeführt, wodurch der jeweilige Laser
stabil arbeitet.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
der beigefügten Zeichnungen erläutert. Darin zeigt:
Fig. 1 eine Vorrichtung zum Erfassen und Einstellen
der Strahlungsleistung einer Laserlichtquelle
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 eine Ansicht eines zweiten Ausführungsbei
spiels,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines optischen
Abtastgerätes, welches ein drittes Ausfüh
rungsbeispiel der Erfindung verwendet,
Fig. 4 eine Draufsicht auf das in Fig. 3 gezeigte
Gerät in der Hauptabtastrichtung,
Fig. 5 ein Querschnitt der Vorrichtung nach Fig. 3
in der Nebenabtastrichtung,
Fig. 6 den Aufbau des optischen Systems in dem Gerät
nach Fig. 3 in der Hauptabtastrichtung,
Fig. 7 einen Querschnitt durch den Laserblock des
Gerätes nach Fig. 3,
Fig. 8 eine Vorderansicht längs der Linie VIII-VIII
nach Fig. 7,
Fig. 9 schematisch die Beziehung zwischen der Ein
fallsrichtung des Strahlungsflusses und den
Stirnflächenwinkeln der optischen Faser,
Fig. 10 eine Vorderansicht des Aufbaus des Faseraus
richtblocks,
Fig. 11 eine Explosionsdarstellung des Faserausricht
blocks,
Fig. 12 eine vergrößerte Vorderansicht des Faseraus
richtblocks,
Fig. 13 eine schematische Darstellung der Anordnung
der Fasern in einem Array,
Fig. 14 das Array von Strahlflecken auf der fotolei
tenden Trommel,
Fig. 15 eine Blockdarstellung des Steuerungssystems
und der Lasersteuerschaltungen gemäß dem er
sten und dem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 16 eine Blockdarstellung eines Steuerungssystems
und der Lasersteuerschaltungen gemäß dem
dritten Ausführungsbeispiel,
Fig. 17 eine Blockdarstellung des APC-Signalgenera
tors nach Fig. 16,
Fig. 18 eine Blockdarstellung der Laseransteuerschal
tung nach Fig. 16,
Fig. 19 ein Zeitdiagramm, welches die Funktionsweise
des optischen Abtastgerätes nach dem dritten
Ausführungsbeispiel verdeutlicht,
Fig. 20 eine Blockdarstellung eines alternativen APC-
Signalgenerators,
Fig. 21 eine Blockdarstellung eines weiteren APC-Sig
nalgenerators,
Fig. 22 ein Diagramm, welches die Wirkung eines Pola
risationselementes wiedergibt,
Fig. 23 eine schematische Ansicht eines optischen
Versuchsystems zum Messen der Polarisations
zustände des von optischen Fasern ausgesende
ten Lichtes,
Fig. 24 ein Diagramm der Meßergebnisse der Polarisa
tionszustände für sechs von acht optischen
Fasern,
Fig. 25 ein Diagramm der Meßergebnisse der Änderungen
der Polarisation infolge einer Krümmung und
Schleifenbildung von optischen Fasern,
Fig. 26 ein Diagramm der Meßergebnisse der Änderung
der Polarisation, wenn die Schleife von opti
schen Fasern verdreht wird,
Fig. 27 ein Diagramm der Meßergebnisse der Ungleich
mäßigkeit der Strahlungsintensitäten auf der
fotoleitenden Trommel, wenn ein konventionel
les APC-System verwendet wird, und
Fig. 28 ein Diagramm der Meßergebnisse der Ungleich
mäßigkeit der Strahlungsintensitäten auf der
fotoleitenden Trommel, wenn ein APC-System
gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel verwen
det wird.
Im folgenden wird unter Hauptabtastrichtung die Richtung ver
standen, in welche ein Laserstrahl über die Oberfläche eines
Fotoleiters geführt wird; unter Nebenabtastrichtung wird die
Richtung verstanden, in welche der Fotoleiter verschoben oder
gedreht wird, um den Fotoleiter für eine nachfolgende Strahl
führung in Hauptabtastrichtung zu positionieren. Die Hauptab
tastrichtung und die Nebenabtastrichtung stehen senkrecht
aufeinander und sind beide senkrecht zur optischen Achse der
Linsen und Spiegel angeordnet, die die Laserstrahlen führen.
Da ein Laserstrahl typischerweise mehrmals bei der Übertra
gung von der Lichtquelle zum Fotoleiter reflektiert oder
"gefaltet" wird, beziehen sich die genannte Hauptabtastrich
tung und die Nebenabtastrichtung jeweils auf die optische
Achse im betreffenden Punkt längs des Strahlenganges.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrich
tung zum Steuern der Lichtintensität gemäß der Erfindung. Das
erste Ausführungsbeispiel wird für ein Mehrfachstrahl-Auf
zeichnungsgerät verwendet, oder mit anderen Worten, es wird
für ein Gerät verwendet, in welchem eine Vielzahl von Laser
strahlen, z. B. acht Laserstrahlen, einen Fotoleiter in der
Hauptabtastrichtung belichtet.
Eine Laserlichtquelle 100 hat acht Halbleiterlaser (nicht
dargestellt in Fig. 1). Die Laserstrahlen der Halbleiterla
ser sind in einer Reihe in einer vorgegebenen Richtung durch
ein optisches Übertragungssystem 300 ausgerichtet. Dieses
Übertragungssystem 300 enthält beispielsweise acht optische
Fasern, wobei jede Faser einem Halbleiterlaser zugeordnet
ist.
Jeder Laserstrahl, welcher vom optischen Übertragungssystem
300 ausgesendet wird, wird durch eine Kollimatorlinse 140 ge
sammelt, welche innerhalb einer Linsenfassung 440 vorgesehen
ist. Die Laserstrahlen, die von der Kollimatorlinse 140 aus
gesendet werden, werden durch einen Strahlteilerspiegel 144
in einen Hauptstrahlungsfluß, im folgenden auch Hauptstrahl
genannt, und einen Monitorstrahlungsfluß, auch Monitorstrahl
genannt, aufgeteilt. Der Hauptstrahl wird zu einer Zylinder
linse 170 hin reflektiert, welche innerhalb einer Linsenfas
sung 461 angeordnet ist. Der Hauptstrahl wird dann in Rich
tung der Nebenabtastrichtung durch die Zylinderlinse 170 ge
bündelt, und es entsteht ein Satz von länglichen Punktbil
dern, die sich in der Hauptabtastrichtung auf der reflektie
renden Oberfläche eines Polygonspiegels 180 erstrecken.
Der Polygonspiegel (Ablenkspiegel) 180 wird mit einer festen
Geschwindigkeit durch einen Motor (nicht dargestellt) ge
dreht. Der Hauptstrahl wird reflektiert und wird durch die
reflektierenden Oberflächen 180a des Polygonspiegels 180 ei
ner fotoleitenden Trommel über eine Abtastlinse (nicht darge
stellt in Fig. 1) geführt. Die fotoleitende Trommel wird
durch den Hauptstrahl belichtet, wodurch ein elektrostati
sches latentes Bild entsteht. Wie oben erwähnt, läßt der
Strahlteilerspiegel 144 einen Teil des Laserstrahls als einen
Monitorstrahl durch. Der Monitorstrahl wird einem APC-Sensor
system 150 zugeführt (Automatic Power Control). Die Intensi
tät des Monitorstrahls wird durch das APC-Sensorsystem 150
erfaßt, und die Laserlichtquelle 100 wird abhängig von der
erfaßten Intensität gesteuert. Dadurch werden umweltbedingte
und altersbedingte Änderungen des optischen Übertragungssys
tems 300 und der Kollimatorlinse 140 korrigiert, und die In
tensität des Hauptstrahls, welche auf den Polygonspiegel 180
auftrifft, wird auf einen vorbestimmten Pegel gehalten.
Der durch das APC-Sensorsystem 150 detektierte Monitorstrahl
wird teilweise an der Empfängerfläche 150a reflektiert. Bei
diesem Ausführungsbeispiel wird die Empfängerfläche 150a des
APC-Sensorsystems 150 vom Polygonspiegel in bezug auf eine
Ebene senkrecht zum Laserstrahl weggeschwenkt, welcher von
der Kollimatorlinse 140 ausgesendet wird. Demgemäß wird der
an der Empfängerfläche 150a reflektierte Monitorstrahl in ei
ne Richtung weg vom Polygonspiegel 180 geleitet, wodurch er
reicht wird, daß der reflektierte Monitorstrahl nicht auf die
fotoleitende Trommel gelangen kann, wo das latente Bild er
zeugt wird. Auf diese Weise werden Störungen und Rauschen
vermieden. Weiterhin wird der vom APC-Sensorsystem 150 re
flektierte Monitorstrahl weg von der Kollimatorlinse 140 ge
leitet, d. h. aus dem Strahlengang heraus, wodurch der von der
Laserlichtquelle 100 ausgesendete Laserstrahl nicht beein
flußt wird.
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrich
tung zum Steuern der Lichtintensität gemäß der Erfindung. Bei
diesem Ausführungsbeispiel wird eine Sammellinse 151 zum Sam
meln des vom Strahlteilerspiegel 144 durchgelassenen Monitor
strahls zwischen Strahlteilerspiegel 144 und APC-Sensorsystem
150 angeordnet. Die weiteren Elemente dieses Ausführungsbei
spiels stimmen mit denen des ersten Ausführungsbeispiels
überein.
Vorzugsweise ist die Empfängerfläche 150a des APC-Sensorsys
tems 150 so klein wie möglich, um die Empfindlichkeit der An
ordnung des Monitorstrahls zu erhöhen. Die Sammellinse 151
bündelt den Monitorstrahl, so daß die Empfängerfläche 150a
des APC-Sensorsystems 150 kleiner gewählt werden kann.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist die Sammellinse 151 so
positioniert, daß der Monitorstrahl der acht Laserstrahlen
nicht auf die Empfängerfläche 150a fokussiert ist. Somit kann
die Empfängerfläche 150a den Monitorstrahl empfangen, auch
wenn Schmutz auf der Sammellinse 140 vorhanden ist. Es ist
also nicht so wichtig, einen fokussierten Punkt auf der Emp
fängerfläche 150a auszubilden, vielmehr soll der gesamte Fluß
des Lichtstrahls gesammelt und gebündelt werden. Ein nicht
fokussierter Strahlenfleck führt dazu, daß Staub und Schmutz
in diesem System weniger Wirkung zeigen.
Sowohl beim ersten als auch beim zweiten Ausführungsbeispiel
wird eine Laseransteuerschaltung verwendet, die in Fig. 15
dargestellt ist und die weiter unten noch beschrieben wird.
Ein drittes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Steuern
der Lichtintensität gemäß der Erfindung ist in den Fig. 3
bis 27 dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel wird für ein
optisches Mehrstrahlabtastsystem verwendet, welches gleich
zeitig acht Abtastlinien unter Verwendung von acht Laser
strahlen erzeugt.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des gesamten Ab
tastgerätes, für welches das dritte Ausführungsbeispiel ver
wendet wird. Fig. 4 zeigt eine Draufsicht, Fig. 5 einen
Querschnitt und Fig. 6 den Aufbau des optischen Systems.
Gemäß Fig. 3 hat das optische Abtastgerät ein optisches Ab
tastsystem, welches in einem flachen, quaderförmigen Gehäuse
1 angeordnet ist. Während des Gebrauchs ist die obere Öffnung
des Gehäuses 1 durch einen Deckel 2 verschlossen.
Wie in den Fig. 3 und 6 zu sehen ist, hat eine Strahlquel
leneinheit 100 acht Halbleiterlaser 101 bis 108. Die Laser
strahlen der Halbleiterlaser 101 bis 108 werden einem Strahl
teilerspiegel 144 über ein optisches Übertragungssystem 300
zugeführt. Das optische Übertragungssystem 300 enthält acht
Laserblöcke 310a bis 310h, bei jedem Laserblock 310a bis 310h
ein Laser 101 bis 108 zugeordnet ist. Jeder Laserblock 310a
bis 310h ist auf einem Substrat 310 befestigt. Das Übertra
gungssystem 300 hat ferner acht optische Fasern 321 bis 328
aus Silikatglas. Jeder Halbleiterlaser 101 bis 108 ist mit
einer Koppellinse 111 (dargestellt in Fig. 7) versehen, die
im zugehörigen Laserblock 310a bis 310h befestigt ist und zum
Einleiten des jeweiligen Laserstrahls in die jeweilige Faser
321 bis 328 dient. Ein Faserausrichtblock 330 zum Ausrichten
der acht optischen Fasern 321 bis 328, um Punktbilder in ei
ner geraden Linie zu erzeugen, hält die Austrittsabschnitte
der Fasern 321 bis 328. Weiterhin werden auf der Eintritts
seite der optischen Fasern 321 bis 328 die Eintrittsabschnit
te durch Faserhalterungen 319a bis 319h gehalten, welche an
den Laserblöcken 310a bis 390h befestigt sind.
Ein divergierender Strahl, der vom Faserausrichtblock 330
ausgesendet wird, wird durch eine Kollimatorlinse 140 gebün
delt, die durch eine zylindrische Kollimatorlinsenfassung 440
gehalten wird. Der Strahl wird über eine Schlitzblende 142
einem Strahlteilerspiegel 144 zugeführt. Der Strahlteiler
spiegel 144 teilt den Strahl auf, indem ein Teil des einfal
lenden Strahls als Monitorstrahl durchgelassen und der rest
liche Teil als Hauptstrahl bzw. als Hauptstrahlungsfluß re
flektiert wird. Die Transmittanz des Strahlteilerspiegels
144, d. h. der Betrag an Strahlung, der als Monitorstrahl
übertragen wird, ist beispielsweise 5 bis 10% als Mittelwert
an S-polarisiertem und P-polarisiertem Licht.
Der Strahlungsfluß des Monitorstrahls wird zum APC-Sensorsys
tem 150 geleitet. Dieses APC-Sensorsystem 150 enthält einen
Strahlungssensor und eine Sammellinse 151 zum Sammeln des
Strahlungsflusses des Monitorstrahls, einen Polarisations
strahlungsteiler 153, welcher den Strahlungsfluß in zwei zu
einander orthogonale Polarisationskomponenten aufteilt, wel
che einem ersten Strahlungsempfänger 155 und einem zweiten
Strahlungsempfänger 157 zugeleitet werden. Die Strahlungsemp
fänger 155 und 157 erfassen die Strahlungsenergie der jewei
ligen Polarisationskomponente. Das Ausgangssignal der Strah
lungsempfänger 155 und 157 wird zur Regelung der Ausgangslei
stung der Halbleiterlaser 101 bis 108 verwendet.
Der Hauptstrahl, bzw. der Hauptstrahlungsfluß, welcher vom
Strahlungsteiler 144 reflektiert wird, erzeugt unter Verwen
dung einer Zylinderlinse 170 und eines dynamischen Prismas
160 ein lineares Bild in der Nähe der Spiegeloberfläche eines
Polygonspiegels 480. Die Zylinderlinse 170 hat nur in der Ne
benabtastrichtung eine positive Brechkraft. Das dynamische
Prisma 160 ist um eine Achse senkrecht zur optischen Achse
drehbar angeordnet, um die Position des Abtastpunktes in der
Nebenabtastrichtung auf der Bildebene zu steuern. Das dynami
sche Prisma 160 ist vorzugsweise ein keilförmiges Prisma,
welches um die Hauptabtastrichtung drehbar gelagert ist, um
die Richtung des Strahls bzw. des Strahlungsflusses in der
Nebenabtastrichtung abzulenken. Das dynamische Prisma 160
korrigiert Positionsabweichungen der Bildpunkte (in der Ne
benabtastrichtung) auf der Abtastebene, welche sich aufgrund
von ungleichmäßigen Rotationen einer fotoleitenden Trommel
210 (dargestellt in Fig. 5 und weiter unten näher beschrie
ben) ergeben können. Wie in Fig. 6 dargestellt ist, wird die
Zylinderlinse 170 durch eine Zylinderlinsenfassung 461 gehal
ten und setzt sich aus zwei Linsen 171, 172 zusammen, welche
positive bzw. negative Brechkraft in der Nebenabtastrichtung
haben.
Fig. 5 zeigt, daß der Polygonspiegel 480 durch einen im Ge
häuse 1 befestigten Spiegelmotor 471 angetrieben wird und in
Uhrzeigerrichtung gemäß Fig. 4 rotiert. Wie aus Fig. 3 zu
erkennen ist, ist der Polygonspiegel 480 von der Umwelt durch
eine tassenförmige Polygonabdeckung 473 isoliert, um Drehge
räusche zu unterdrücken und um eine Verletzung der Spiegel
oberfläche durch Kontakt mit Schmutz in der Luft zu vermei
den.
Auf einer Seite der Polygonabdeckung 473 ist eine Öffnung
473e für den Strahlengang ausgebildet. In die Öffnung 473e
ist ein Abdeckglas 475 eingepaßt. Der Hauptstrahlungsfluß
bzw. der Hauptstrahl, der die Zylinderlinse 170 durchläuft,
tritt über das Abdeckglas 475 ein, wird durch den Poly
gonspiegel 480 abgelenkt und nach außen das Abdeckglas 475
geführt. Auf der Oberseite der Polygonabdeckung 473 ist ein
Sensorblock 476 vorgesehen, der einen Sensor zum Erfassen ei
ner Marke M enthält, welcher auf der Oberseite des Poly
gonspiegels 480 angebracht ist.
Ein Polygonspiegel kann Gesichtsfeldfehler in der Hauptab
tastrichtung auf den Reflexionsflächen haben, die während der
Fertigung entstehen. Diese Fertigungsfehler unterscheiden
sich häufig zwischen den jeweiligen Reflexionsflächen. Beim
optischen System dieses Ausführungsbeispiels wird die Fehler
größe einer jeden Fläche des Polygonspiegels 480 ausgemessen
und in einen Speicher (nicht dargestellt; in der Laseransteu
erschaltung gemäß Fig. 17 enthalten) während der Herstellung
des optischen Abtastgerätes abgespeichert. Je nach dem, wel
che Reflexionsfläche des Polygonspiegels 480 gemäß dem Aus
gangssignals des Sensors im Sensorblock 476 verwendet wird,
kann zumindest die Strahlposition und die Strahlintensität
abhängig von der Fehlergrößer der jeweiligen verwendeten Re
flexionsfläche des Polygonspiegels 480 korrigiert werden.
Wie in Fig. 5 dargestellt ist, durchsetzt der vom Poly
gonspiegel 480 reflektierte Hauptstrahl die fθ-Linse 190 (ein
bilderzeugendes optisches System) und wird an einem Umlenk
spiegel 200 reflektiert und auf die fotoleitende Trommel 210
gelenkt, wo acht Strahlflecken (Leuchtpunkte) ausgebildet
werden. Der Polygonspiegel 480, die fθ-Linse 190 und der Um
lenkspiegel 200 bilden ein optisches Abtastsystem. Die
Strahlflecken werden gemäß der Rotation des Polygonspiegels
abgelenkt und bilden acht Abtastlinien je Abtastung auf der
fotoleitenden Trommel 210 aus. Die Trommel 210 wird in Rich
tung des Pfeils R in Synchronisation mit der Abtastbewegung
der Strahlflecken gedreht, um das elektrostatische latente
Bild auf der Trommel 210 zu erzeugen. Das latente Bild wird
auf ein Blatt Papier durch den bekannten elektronischen Foto
prozeß übertragen.
Die fθ-Linse 190 enthält eine erste Linse 191, eine zweite
Linse 193, eine dritte Linse 195 und eine vierte Linse 197,
die in dieser Reihenfolge vom Polygonspiegel 480 in Richtung
des Umlenkspiegels 200 angeordnet sind. Die Linsen 191 bis
197 haben in der genannten Reihenfolge negative, positive,
positive und negative Brechkraft in beiden Richtungen, näm
lich der Hauptabtastrichtung und der Nebenabtastrichtung. Die
Kombination der Linsen in der fθ-Linse 190 erzeugt eine el
liptische Abbildung des in der Nebenabtastrichtung am Poly
gonspiegel 480 linear ausgebildeten Strahlungsflusses auf der
fotoleitenden Trommel 210.
Die erste Linse 191 ist eine Negativlinse mit einer sphäri
schen Fläche negativer Brechkraft auf der Seite des Poly
gonspiegels 480 und hat auf der Seite des Umlenkspiegels 200
eine zylindrische Fläche mit einer negativen Brechkraft aus
schließlich in der Nebenabtastrichtung. Die erste Linse 191
hat eine vergleichsweise hohe negative Brechkraft in der Ne
benabtastrichtung und eine vergleichsweise geringe negative
Brechkraft in der Hauptabtastrichtung.
Die zweite Linse 193 der fθ-Linse 190 ist eine meniskusförmi
ge torische Linse mit einer konvex-sphärischen Fläche auf der
Seite des Polygonspiegels 480 und eine positive torische Flä
che auf der Seite des Umlenkspiegels 200. Die zweite Linse
193 hat eine vergleichsweise hohe positive Brechkraft in der
Nebenabtastrichtung und eine vergleichsweise geringe positive
Brechkraft in der Hauptabtastrichtung.
Die dritte Linse 195 ist eine positive Meniskuslinse mit zwei
sphärischen Flächen. Die vierte Linse 197 ist eine beidseitig
sphärische Meniskuslinse. Die vierte Linse 197 hat hohe nega
tive Brechkraft auf der Seite des Polygonspiegels 480 und ei
ne geringe positive Brechkraft auf der Seite des Umlenkspie
gels 200. Die vier Linsen 191 bis 197 der fθ-Linse 190 sind
auf einem einzigen Linsengestell 280 befestigt, wie in den
Fig. 5 und 4 zu sehen ist.
Die X-Achse gemäß den Fig. 3 bis 6 verläuft parallel zur
optischen Achse der fθ-Linse 190. Die Y-Achse und die Z-Achse
sind zueinander orthogonal und verlaufen in einer Ebene senk
recht zur X-Achse. Die Y-Achse fällt mit der Hauptabtastrich
tung zusammen. Die Z-Achse fällt mit der Nebenabtastrichtung
im optischen Strahlengang zwischen dem Polygonspiegel 480 und
dem Umlenkspiegel 200 zusammen.
Der Hauptstrahl, der durch die fθ-Linse 190 übertragen wird,
wird durch ein Synchronisationssensorsystem 220 bei jedem Ab
tastvorgang erfaßt. Das Synchronisationssensorsystem 220 ent
hält einen ersten Spiegel 221, der im Strahlengang zwischen
der vierten Linse 197 und dem Umlenkspiegel 200 angeordnet
ist. Ferner enthält das System 220 einen zweiten Spiegel 223
und einen dritten Spiegel 225 zum Reflektieren des durch den
ersten Spiegel 221 reflektierten Hauptstrahles, sowie einen
Synchronisations-Lichtsensor 230, der die durch die Spiegel
221, 223, 225 geführten Strahlungsflüsse empfängt. Der Licht
sensor 230 ist in einer Position angeordnet, die optisch
äquivalent zur Position der fotoleitenden Trommel 210 ist.
Die acht Strahlen fallen nacheinander bei der Abtastbewegung
auf den Lichtsensor 230 ein, so daß acht Impulse je Abtast
vorgang vom Lichtsensor 230 ausgegeben werden. Wenn die
Strahlungsimpulse vom Synchronisations-Lichtsensor 230 detek
tiert werden, werden Bilddaten entsprechend einer Zeile vom
Drucker zur Laseransteuerschaltung (dargestellt in Fig. 17)
übertragen, die die Halbleiterlaser 101 bis 108 in Abhängig
keit von diesen Impulsen ansteuert.
Im Gehäuse 1 ist eine Bilderzeugungsöffnung 11 vorgesehen,
durch die hindurch der Hauptstrahl mit den acht individuellen
Strahlen bzw. Strahlungsflüssen, die am Umlenkspiegel 200 re
flektiert werden, zur Trommel 210 durchläßt. In der Bilder
zeugungsöffnung 11 ist ein Abdeckglas 201 befestigt.
Hinter dem Umlenkspiegel 200 ist eine Prüföffnung 12 vorgese
hen. Diese Prüföffnung 12 wird zum Justieren der optischen
Elemente verwendet, nachdem diese mit Ausnahme des Umlenk
spiegels 200 montiert wurden. Wie in Fig. 5 zu erkennen ist,
ist die Prüföffnung 12 durch eine Abdeckplatte 13 während des
normalen Gebrauchs verschlossen.
Die Fig. 7 bis 14 zeigen näher die Komponenten des opti
schen Abtastsystems. Fig. 7 zeigt den Aufbau des Laserblocks
310a in einem Querschnitt. Fig. 8 zeigt eine Vorderansicht
des in Fig. 7 gezeigten Laserblocks 310a, gesehen entlang
der Linie VI-VI in Fig. 7. Sämtliche Laserblöcke 310a bis
310h haben denselben Aufbau, so daß im folgenden lediglich
der Laserblock 310a beschrieben wird. Gemäß den Fig. 7 und
8 enthält der Laserblock 310a drei Elemente: ein Aufnahmeele
ment 311a zum Halten des Halbleiterlasers 101, ein Aufnahme
element 313a zum Halten der Koppellinse 111 und ein Faserbe
festigungselement 315a, welches ein Faserhalteelement 319a
hält. Wie in Fig. 8 zu sehen ist, ist das Aufnahmeelement
311a und das Aufnahmeelement 313a im wesentlichen zylind
risch. Das Faserbefestigungselement 315a ist ebenfalls zylin
derförmig ausgebildet, wobei ein Viertel des Zylinders längs
der Axialrichtung ausgeschnitten wurde, so daß eine Basisflä
che mit zwei senkrecht zueinander stehenden Wänden geschaffen
wurde. Das Aufnahmeelement 311a für den Halbleiterlaser 101
sowie das Faserbefestigungselement 315a sind mit Schrauben am
Aufnahmeelement 313a für die Koppellinse 111 befestigt. Das
Aufnahmeelement 311a ist mit dem Substrat 310 verschraubt.
Demgemäß sind die drei Elemente 311a, 313a und 315a als ein
integraler Block auf dem Substrat 310 befestigt. Das Faser
halteelement 319a ist in der Ecke der durch den Ausschnitt
gebildeten Wände des Faserbefestigungselements 315a durch ein
metallisches Befestigungselement 317a befestigt.
Der vom Halbleiterlaser 101 emittierte divergierende Strah
lungsfluß wird durch die Koppellinse 311 gesammelt und in die
optische Faser 321 geleitet. Die Faser 321 ist in ein Durch
gangsloch geführt, welches längs der Mittelachse des Faser
halteelements 319a ausgebildet ist, und wird mit dem Faser
halteelement 319a durch ein Klebemittel verbunden.
Beim Beispiel nach der Fig. 7 ist die Stirnfläche der Faser
321 auf der Seite der einfallenden Strahlung in einem Winkel
in bezug zur einfallenden optischen Achse geschnitten, so daß
die Stirnfläche nicht orthogonal zur optischen Einfallsachse
steht. Weiterhin ist das Faserhalteelement 319a, d. h. seine
Mittelachse, in bezug auf die optische Einfallsachse geneigt,
so daß ein Lichtstrahl, der an der Stirnfläche abgelenkt
wird, parallel zur Mittelachse der Faser 321 verläuft.
Wie in Fig. 7 zu sehen ist, ist die Stirnfläche der Faser
321 so geneigt, daß sie nicht orthogonal zur optischen Achse
verläuft. Der reflektierte Laserstrahl an der Stirnfläche ist
von der Einfallsrichtung und vom Halbleiterlaser 101 wegge
richtet. Wenn nämlich das reflektierte Licht in den Halblei
terlaser 101 zurückreflektiert wird, so wird die Schwingung
des Halbleiterbausteins instabil und der Oszillationsmodus
kann sich vom Monomodus zu einem Mehrfachmodus ändern, oder
die Bandbreite der Oszillations-Wellenlänge kann sich vergrö
ßern, wodurch der gewünschte Durchmesser des Strahlungsflecks
auf der Bildebene verändert wird und sich die Genauigkeit der
Bilderzeugung verringert. Durch den beschriebenen Aufbau wird
der Wiedereintritt von Strahlungsfluß in den Halbleiterlaser
101 vermieden, so daß dieser stabil arbeitet.
Fig. 9 zeigt im Detail die genannten optischen Verhältnisse.
Der Winkel θ1 wird durch die optische Achse L1 der Koppel
linse 111 und der Normalen L2 der Stirnfläche 321a im Ein
fallsbereich der Faser 321 gebildet. Der Winkel θ2 wird durch
die optische Achse L1 und die Mittelachse L3 der Faser 321
gebildet; der Winkel θ3 wird durch die Mittelachse L3 und der
Normalen L2 der Stirnfläche 321a gebildet; n ist der Kernbre
chungsindex der Faser 321. Wenn der Winkel θ1 vorbestimmt
ist, ergeben sich die verbleibenden Winkel θ2 und θ3 gemäß
den Gleichungen:
r3 = sin-1 (sin θ1/n) (1); und
θ2 = θ1-θ3 (2).
Die Faser 321 ist vorzugsweise so wie sie am Faserhalteele
ment 319a befestigt ist insgesamt an ihrer Stirnfläche po
liert. Demgemäß ist die Stirnfläche der Faser 321 eben mit
der Stirnfläche des Faserhalteelements 319a, und beide Flä
chen sind poliert und definieren die Normale L2 sowie den
Winkel θ3 für die Mittelachse der Faser. Weiterhin ist die
austrittseitige Stirnfläche 321b der Faser 321 unter einem
Winkel θ4 in bezug auf die Ebene senkrecht zur Mittelachse
der Faser schräg geschnitten. Durch diesen Aufbau wird,
selbst wenn ein Teil des Strahlungsflusses von der ausgangs
seitigen Stirnfläche der Faser reflektiert wird, das zurück
kehrende Licht längs einer Bahn geleitet, die sich vom Über
tragungspfad von der Seite des Halbleiterlasers 101 her gese
hen unterscheidet. Daher wird bei diesem Aufbau keine Strah
lung erzeugt, die in dem Halbleiterlaser 101 zurückkehrt.
Die ausgangsseitigen Endabschnitte der optischen Fasern 321
bis 328 sind durch den Faserausrichtblock 330 ausgerichtet,
wie in Fig. 10 zu erkennen ist. Die Mittelachsen der Fasern
321 bis 328 sind in einer geraden Reihe angeordnet. Fig. 11
zeigt den Aufbau des Faserausrichtblocks 330 in einer Explo
sionsdarstellung. Ein Ausrichtabschnitt 333 ist in einem Kör
per 331 ausgebildet, um die ausgangsseitigen Endabschnitte
der Fasern 321 bis 328 zu positionieren. Eine Druckplatte 339
drückt die Fasern 321 bis 328 an den Körper 331. Eingangssei
tig des Ausrichtabschnitts 333 ist ein Einführabschnitt 335
vorgesehen, so daß eine Einführstufe gebildet wird.
Die Fig. 11 und 12 zeigen, daß im Justierabschnitt 333
acht parallel verlaufende V-förmige Rillen 337 für die Fasern
321 bis 328 ausgebildet sind. Bei der Montage werden die Fa
sern 321 bis 328 in die V-förmigen Rillen 337 eingelegt und
dann durch die Druckplatte 339 fest angepreßt. Die Fasern 321
bis 328 und der Faserausrichtblock 330 werden gemeinsam durch
Einfüllen eines Klebemittels zwischen den Körper 331 und der
Druckplatte 339 fixiert.
Fig. 13 zeigt die ausgangsseitigen Stirnflächen der Fasern
321 bis 328, welche durch den Faserausrichtblock 330 gehalten
werden. Die Stirnflächen sind so angeordnet, daß ihre Mittel
achsen auf einer Geraden liegen. Der Faserausrichtblock 330
wird durch eine Halteeinrichtung (nicht dargestellt) gehalten
und ist schräg versetzt, so daß die Gerade, welche die Mit
telachsen der Fasern 321 bis 328 verbindet, einen vorbestimm
ten Winkel mit der Hauptabtastrichtung bildet. Bei diesem
vorbestimmten Winkel bilden die Strahlflecke auf der fotolei
tenden Trommel 210 ein Array, bei dem die einzelnen Strahl
flecken voneinander eine vorbestimmte Distanz in Hauptab
tastrichtung und in der Nebenabtastrichtung haben.
Fig. 14 zeigt das Array von Strahlflecken auf der Trommel
210. Wenn die Stirnflächen der Fasern 321 bis 328, welche Ob
jektpunkten entsprechen, gemäß dem Array nach Fig. 13 ange
ordnet sind, so liegen die Mittelpunkte der Strahlflecken auf
einer geraden Linie. Diese gerade Linie hat einen vorbestimm
ten Winkel gegen die Hauptabtastrichtung. Die Mittelpunkte
der Strahlflecken haben in der Nebenabtastrichtung einen vor
bestimmten Abstand voneinander, so daß die Abtastlinien in
der Hauptabtastrichtung genau nebeneinander liegen oder sich
geringfügig überlappen.
Fig. 15 zeigt ein Blockschaltbild der bereits mehrfach er
wähnten Laseransteuerschaltung, die beim ersten und beim
zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird. Diese Laseran
steuerschaltung steuert die Laserlichtquelle 100, um Laser
strahlen entsprechend der zu druckenden Informationen aus zu
geben und die abgegebene Leistung dieser Laserstrahlen einzu
stellen. Wie im Zusammenhang mit dem ersten und dem zweiten
Ausführungsbeispiel erwähnt, enthält die Laserlichtquelle 100
acht Halbleiterlaser 101 bis 108. Wenn alle Halbleiterlaser
101 bis 108 eingeschaltet sind, so wird die Lichtempfangsflä
che 150a des APC-Sensorsystems 150 durch acht Strahlflecken
beleuchtet. Wenn die Leistung des Laserstrahlungsflusses ein
gestellt wird, wird nur der jeweils betreffende Halbleiterla
ser zum Aussenden von Licht angesteuert. Demgemäß wird die
Empfängerfläche 150a mit nur einem Strahlfleck in der betref
fenden Zeit beleuchtet. Das am APC-Sensorsystem 150 abhängig
von der Intensität des Strahlungsfleckes erzeugte Stromsignal
wird als Spannungssignal ausgegeben, durch den Verstärker 22
verstärkt und dem zugeordneten Halbleiterlaserschaltkreis 451
über acht Schalter SW1, SW2, bis SW8 einer Schaltergruppe zu
geleitet, wenn der jeweilige Schalter geschlossen ist. Die
acht Schalter SW1 bis SW8 werden durch einen Drucksignal
schaltkreis 410 gesteuert, welcher Drucksignale und Zeitsteu
ersignale erzeugt. Z.B. wird der erste Schalter SW1 geschlos
sen, wenn der erste Halbleiterlaser 101 angesteuert und des
sen Leistung eingestellt werden soll.
Jeder Lasersteuerschaltkreis 451 bis 458 hat den gleichen
Aufbau. Das vom Verstärker 22 ausgegebene Spannungssignal
wird über die Schalter SW1 bis SW8 einem S/H-Schaltkreis 451a
(Sample- und Holdschaltkreis) zugeführt, und das Abtasten und
das Halten des Spannungssignals wird abhängig vom Steuersi
gnal des Drucksignalschaltkreises 410 ausgeführt. Das Span
nungssignal wird einem Differenzverstärker 451c zugeführt.
Dieser Differenzverstärker 451c ist mit einem Referenzspan
nungsschaltkreis 451b verbunden und erzeugt ein korrigiertes
Spannungssignal abhängig von der Differenz zwischen dem Refe
renzspannungssignal (welches vom Referenzspannungsschaltkreis
451b herkommt) und dem Spannungssignal vom S/H-Schaltkreis
451a. Das korrigierte Spannungssignal wird in ein Stromsignal
im Schaltkreis 451d umgewandelt, und dieses Stromsignal wird
dem Halbleiterlaser 101 zugeführt. Der Schaltkreis 451d führt
nicht nur die Stromwandlung aus, sondern auch das Schalten
des dem Halbleiterlaser 101 abhängig vom Druckbefehlssignal
zuzuführenden Stroms.
Wenn z. B. die Leistung des ersten Halbleiterlasers 101 einge
stellt wird, so wird nur der erste Schalter SW1 geschlossen
(und ein Schalter im zugeordneten Schaltkreis 451d wird akti
viert), und die Leistung des Laserstrahlungsflusses, welcher
vom ersten Halbleiterlaser 101 ausgegeben wird, wird auf ei
nen vorbestimmten Wert eingestellt, abhängig von der Diffe
renz zwischen dem Spannungssignal, welches über den ersten
Schalter SW1 dem Lasersteuerschaltkreis 451 übergegeben wird
(d. h. das Signal entsprechend der Laserleistung des ersten
Halbleiterlasers 101) und dem Referenzspannungssignal.
Danach wird der erste Schalter SW1 geöffnet (wobei ein Schal
ter im zugeordneten Schaltkreis 451d deaktiviert wird) und
der zweite Schalter SW2 wird geschlossen (und ein Schalter im
Schaltkreis 451d wird aktiviert). Die Steuerung erfolgt dann
in der oben beschriebenen Weise, um die Ausgangsleistung des
zweiten Halbleiterlasers 102 einzustellen. Zu diesem Zeit
punkt wird die Ausgangsleistung des Halbleiterlasers 101
durch den S/H-Schaltkreis 451a des Halbleiterlasers 101 im
Haltezustand gehalten, um die Leistung kurz bevor die Schal
ter geöffnet werden festzuhalten. Die Ausgangsleistung der
weiteren Halbleiterlaser werden nacheinander in gleicher
Weise überprüft und eingestellt.
Die beschriebene Einstellung der Leistung des Laserstrah
lungsflusses kann erfolgen, beispielsweise immer dann, wenn
ein neues Aufzeichnungsblatt im Laserdrucker eingesetzt wird,
oder immer dann, wenn der Laserstrahl in der Hauptabtastrich
tung über die fotoleitende Trommel 210 geführt wird. In allen
Anwendungsfällen erfolgt die Überprüfung und Steuerung der
Leistung des Laserstrahls abhängig von dem Zeitsignal, wel
ches vom Drucksignalschaltkreis 410 ausgegeben wird, immer
dann, wenn eine Hauptabtastung nicht ausgeführt wird. Z.B.
erfolgt die Überprüfung und Steuerung der Leistung des Laser
strahls ausgeführt, kurz bevor der Laserstrahl in der
Hauptabtastrichtung über die fotoleitende Trommel geführt
wird.
Während des Schreibens des Laserstrahls in Hauptabtastrich
tung, d. h. wenn die fotoleitende Trommel mit der Druckinfor
mation belichtet wird, werden die Schalter im Schaltkreis
451d abhängig vom Steuersignal geschaltet, welches vom Druck
signalschaltkreis 410 ausgegeben wird. Laserstrahlung wird
somit von den Halbleiterlasern 101 bis 108 ausgegeben und auf
die Trommel gerichtet, abhängig von dem durch den S/H-Schalt
kreis 451 des betreffenden Halbleiterlasers festgehaltenen
Steuerwertes.
Zusammenfassend ist zu erwähnen, daß beim ersten und beim
zweiten Ausführungsbeispiel ein Einstellen der Laserlicht
quelle 100 auf das Erfassen der Leistung des von der Kolli
matorlinse 140 ausgegebene Laserstrahlungsflusses hin er
folgt, so daß die abgegebene Leistung einen vorbestimmten
Wert hat. Änderungen in der Leistung des Laserstrahlungsflus
ses infolge von Änderungen der Umgebungsbedingungen oder von
Alterungseinflüssen auf das optische Übertragungssystem 300
und die Kollimatorlinse 140 können somit vermieden und die
Präzision des Laserdruckers kann verbessert werden.
Fig. 16 zeigt in einem Blockdiagramm ein Steuersystem mit
einer Laseransteuerschaltung für ein optisches Abtastgerät
gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Das Steuersystem
enthält die folgenden Komponenten: eine zentrale Steuerung
400, die das gesamte Gerät steuert; einen Drucksignalschalt
kreis 410 zum Erzeugen von Zeittaktsignalen zum Einstellen
des Abtastvorganges und zur Bilderzeugung; einen Bilderzeu
gungsschaltkreis 420 zum Umwandeln der im den Laserdrucker
eingegebenen Bilddaten in Bildpunktsignale (Bildpunktsignale
je Abtastvorgang) und zum Ausgeben derselbigen; Lasersteuer
schaltungen 451 bis 458 zum Ansteuern und Überwachen der
Halbleiterlaser 101 bis 108 auf der Basis der jeweiligen
Bildpunktsignale; einen APC-Signalgenerator 430 zum Erzeugen
der APC-Signale auf der Basis der Ausgangssignale des ersten
und des zweiten Lichtempfängers 155 und 157; sowie einen
Schalterbaustein 440 zum Verteilen der erfaßten APC-Signale
an die jeweiligen Lasersteuerschaltungen 451 bis 458.
Die zentrale Steuerung 400 treibt den Spiegelmotor 471 an,
der den Polygonspiegel 480 in Drehung versetzt. Ferner steu
ert die zentrale Steuerung den Trommelmotor 211, welcher die
fotoleitende Trommel 210 mit einer festen Geschwindigkeit
dreht. Weiterhin bestimmt die zentrale Steuerung 400, welche
Fläche des Polygonspiegels den Abtastvorgang ausführt. Diese
Steuerung erfolgt auf der Basis des Detektorsignals eines Po
lygonsensors 474 (dargestellt in Fig. 16), welcher in dem
die Marke M erfassenden Sensorblock 476 angeordnet ist und
die Ungleichmäßigkeit der Drehung der Trommel 210 unter Ver
wendung des Detektorsignals eines Trommelsensors 213 (vgl.
Fig. 16) erfaßt, welcher die Drehung der Trommel 210 detek
tiert.
Wie weiter oben bereits beschrieben worden ist, führen Ober
flächenfehler des Polygonspiegels 480 und eine Ungleichmäßig
keit der Drehung der fotoleitenden Trommel 210 zu Verschie
bungen der Strahlflecken auf der Trommel 210 in der Nebenab
tastrichtung. Demgemäß wird der Winkel des dynamischen Pris
mas 160 verändert, um diese Fehlereinflüsse zu korrigieren.
Der Betrag der Verschiebung des Strahlflecks auf der fotolei
tenden Trommel infolge des Oberflächenfehlers (d. h. des Nei
gungsfehlers) einer jeden Fläche des Polygonspiegels 480 wird
gemessen und der Zentralsteuerung 400 übergeben, so daß der
Einstellwinkel, auf den das dynamische Prisma 160 eingestellt
werden muß, um der Verschiebung der Strahlflecken für jede
Reflexionsfläche entgegenzuwirken, ermittelt wird.
Der Einstellwinkel für das dynamische Prisma 160 für jede re
flektierende Oberfläche des Polygonspiegels wird durch An
steuern eines Prismaantriebs 161 auf der Basis eines Kompen
sationswinkels eingestellt. Der aktuelle Einstellwinkel des
dynamischen Prismas 160 wird durch einen Prismasensor 163 er
faßt. Auf der Basis des Ausgangssignals dieses Prismasensors
163 wird in einem Regelkreis das dynamische Prisma 160 durch
den Prismaantrieb 161 eingestellt. Da die Verschiebung der
Strahlflecken infolge der Oberflächenfehler (wie z. B. Nei
gungsfehler) für jede reflektierende Oberfläche bekannt ist,
ist der Einstellwinkel ein Bezugswinkel für das dynamische
Prisma 160 im Hinblick auf die zugehörenden Reflexionsfläche.
Da andererseits die Ungleichmäßigkeit der Drehung der foto
leitenden Trommel ein nicht bekannter sondern ein zufälliger
Fehler ist, steuert die zentrale Steuerung 400 den Prismaan
trieb 161 über das Ausgangssignal des Trommelsensors 213, um
der erfaßten Verschiebung der Strahlflecken, welche durch die
Ungleichmäßigkeit der Drehung erzeugt wird, entgegenzuwirken.
Da die Beziehung zwischen dem Einstellwinkel für das dynami
sche Prisma 160 und die Schwankung der Abweichung des Ein
stellwinkels nicht linear ist, ist es nicht möglich, einen
ersten Einstellwinkel, um die Verschiebung infolge einer
Oberflächenneigung zu korrigieren, sowie einen weiteren Ein
stellwinkel unabhängig zu berechnen, um die Verschiebung in
folge der Ungleichmäßigkeit der Drehung zu korrigieren. Daher
synthetisiert die Zentralsteuerung 400 einen Betrag an Ver
schiebung des Strahlflecks, indem der Betrag an Verschiebung
des Strahlflecks infolge einer Oberflächenneigung der zugehö
rigen Reflexionsfläche zum Betrag der Verschiebung des
Strahlflecks infolge der Ungleichmäßigkeit der Drehung ad
diert wird. Der Einstellwinkel des dynamischen Prismas 160
zum Ausgleich des zusammengesetzten Betrags an Verschiebung
des Strahlflecks wird somit erhalten, und der Prismaantrieb
wird abhängig von diesem zusammengesetzten Betrag an Ver
schiebung angesteuert.
Mit der beschriebenen Steuerung ist es möglich, obwohl die
Position der Abtastlinien in der Nebenabtastrichtung nicht
völlig korrigiert ist, da nur eine Kombination aus Zylinder
linse und fθ-Linse verwendet wird, genau die Position der Ab
tastlinien in der Nebenabtastrichtung abhängig von der Ver
schiebung der Strahlflecken in der Nebenabtastrichtung infol
ge eines Oberflächenfehlers (z. B. eines Neigungsfehlers) des
Polygonspiegels 480 sowie infolge einer Ungleichmäßigkeit der
Drehung der Trommel 210 genau zu steuern.
Der Drucksignalschaltkreis 410 erzeugt drei Zeitsignale, wenn
von einer Reflexionsfläche des Polygonspiegels 480 zu einer
nächsten Reflexionsfläche für den Abtastvorgang übergegangen
wird. Das erste Zeitsignal wird an jede der Lasersteuerschal
tungen 451 bis 458 sowie an den Schalterbausteinen 440 ausge
geben und steuert jeden Halbleiterlaser 101 bis 108 an, um
unabhängig voneinander nacheinander Strahlung auszusenden, um
die APC-Signale zu erzeugen. Der APC-Signalgenerator 430 er
faßt die Ausgangssignale des ersten Lichtempfängers 155 und
des zweiten Lichtempfängers 157 für jeden nacheinander ange
steuerten Halbleiterlaser 101 bis 108 und gibt APC-Signale
für jeden Halbleiterlaser 101 bis 108 aus. Der Schalterbau
stein 440 wählt eine Ausgabeadresse und schaltet die APC-Si
gnale des APC-Signalgenerators 430 zu den betreffenden Laser
steuerschaltkreis abhängig vom ersten Zeitsignal durch. Z.B.
wird ein Schalter SW1 für eine bestimmte Zeit geschlossen,
wenn der erste Halbleiterlaser 101 seine Strahlung emittiert.
Die APC-Signale, die während dieser Zeit ausgegeben werden,
werden in den ersten Lasersteuerschaltkreis 451 eingegeben.
Auf ähnliche Weise erfolgt dies für den zweiten Halbleiterla
ser 101 über den Schalter SW2 und den zweiten Lasersteuer
schaltkreis 452 usw. Der jeweilige Lasersteuerschaltkreis
451 bis 458 steuert sein Ausgangssignal auf der Grundlage der
angegebenen APC-Signale, um die Ausgangsleistung des jeweili
gen Halbleiterlasers auf einen Bezugspegel einzustellen.
Das zweite Zeitsignal wird an jeden Lasersteuerschaltkreis
451 bis 458 ausgegeben und steuert alle Halbleiterlaser 101
bis 108 gleichzeitig zur Lichtaussendung an, um ein Horizon
tal-Synchronisationssignal bereitzustellen. Da der Haupt
strahlungsfluß der Halbleiterlaser 101 bis 108, der auf den
Synchronisationslichtsensor 230 einfällt, in der Hauptab
tastrichtung acht voneinander getrennte Strahlungsflüsse ent
hält, erreichen diese acht Strahlungsflüsse den Synchronisa
tionslichtempfänger 230 nacheinander, d. h. sie liegen auf
grund der unterschiedlichen zeitlichen Ansteuerung nahe bei
einander.
Das dritte Zeitsignal wird an den Bilderzeugungsschaltkreis
420 ausgegeben und ist ein Horizontal-Synchronisationsimpuls
(HS), der je Abtastzeile durch Erfassen eines Signals, das
vom Synchronisationslichtsensor 230 ausgegeben wird, erzeugt
wird. Der Bilderzeugungsschaltkreis 420 sendet Bilderzeu
gungssignale an jeden der Lasersteuerschaltkreise 451 bis
458, wodurch mit der Bilderzeugung nach dem Verstreichen ei
ner vorbestimmten Zeit begonnen wird, welche auf die Eingabe
der jeweiligen Synchronisationsimpulse folgt.
Der APC-Signalgenerator 430 hat gemäß Fig. 17 einen ersten
Verstärker 431, einen zweiten Verstärker 432, einen Verstär
kungseinstellschaltkreis 433 sowie einen Addierer 434. Der
erste Verstärker 431 empfängt das Ausgangssignal des ersten
Lichtempfängers 155. Dieses Ausgangssignal des ersten Licht
empfängers 155 entspricht dem P-Polarisationsanteil der zwei
linear polarisierten Strahlungsanteile, die den Strahlteiler
144 durchsetzen und durch den Polarisationsstrahlteiler 153
separiert werden. Der erste Verstärker 431 gibt ein Signal
aus, welches um einen Verstärkungsfaktor α verstärkt ist. Der
zweite Verstärker 432 empfängt das Ausgangssignal des zweiten
Lichtempfängers 157, dessen Signal dem S-Polarisationsanteil
entspricht. Das Signal des zweiten Verstärkers ist um einen
Verstärkungsfaktor kα verstärkt. Der Verstärkungseinstell
schaltkreis 433 stellt die Verstärkung des zweiten Verstär
kers 432 durch Ändern des Koeffizienten k des Verstärkungs
faktors kα ein. Der Addierer 434 addiert die Ausgangssignale
des ersten Verstärkers 431 und des zweiten Verstärkers 432
und gibt ein Ausgangssignal aus, welches ein polarisations
kompensiertes APC-Signal ist, d. h. ein polarisationskompen
siertes Rückkopplungssignal. Der Polarisationsstrahlteiler
153, die Lichtempfangselemente 155 und 157 und der APC-Si
gnalgenerator 430 bilden ein polarisationskompensiertes
Lichtempfängersystem, das in Kombination mit der Steuerung
400 als ein automatisches Strahlungssteuerungssystem arbei
tet.
Der Koeffizient k des Verstärkungseinstellschaltkreises 433
kann im voraus als Konstruktionsparameter bestimmt sein, oder
er kann von Gerät zu Gerät bei der Montage und der Justage
dem optischen Abtastgerätes ermittelt werden. Ein APC-Signal
S ist durch den folgenden Ausdruck bestimmt:
S = K (Sp + k Ss) (3).
In diesem Ausdruck (3) sind die Ausgangsspannungen der Licht
empfänger 155 bzw. 157 gleich Sp bzw. Ss und werden in geeig
neter Weise um K verstärkt, wobei K eine Konstante ist. Bei
diesem Beispiel ist K gleich 0,5. Der Koeffizient k ergibt
sich aus dem folgenden Ausdruck:
k = k1 · k2 (4).
In diesem Ausdruck (4) ist k1 = Mp/Ms und k2 = Ps/Pp, wobei
Mp die Lichtintensität des Monitorstrahls
(Monitorstrahlungsfluß) ist, wenn P-polarisiertes Licht auf
den Strahlteiler 144 einfällt, und Pp die Lichtintensität des
Hauptstrahls (Hauptstrahlungsflusses) auf der fotoleitenden
Trommel 210 ist, wenn p-polarisiertes Licht auf den Strahl
teiler 144 einfällt. Ms ist die Lichtintensität des Monitor
strahls, wenn S-polarisiertes Licht auf den Strahlteiler 144
einfällt; Ps ist die Lichtintensität des Hauptstrahls auf der
fotoleitenden Trommel 210, wenn S-polarisiertes Licht auf dem
Strahlteiler 144 einfällt. Dies bedeutet, daß Mp und Ms
Lichtintensitäten des transmittierten Lichts
(Monitorstrahlungsfluß) ist, wenn zwei linear polarisierte
Strahlungsflüsse, deren elektrische Feldvektoren senkrecht
zueinander stehende Schwingungsrichtungen haben, auf den
Strahlteiler 144 auftreffen; Ps und Pp sind Lichtinte 33173 00070 552 001000280000000200012000285913306200040 0002019621802 00004 33054nsitäten
des reflektierten Lichtes (Hauptstrahlungsfluß) auf der Bild
ebene unter denselben Bedingungen.
Der Koeffizient k wird aus den Kenndaten des optischen Auf
baus ermittelt, wenn das optische System des Geräts festge
legt wird. Außerdem kann k experimentell ermittelt werden,
indem ein Mustersystem verwendet wird; oder der Koeffizient k
kann für jedes Gerät neu eingemessen werden. Es ist möglich,
eine repräsentative Messung durchzuführen, indem P-polari
siertes Licht, welches in der Einfallsebene der lichtteilen
den Fläche des Strahlteilers 144 schwingt, und S-polarisier
tes Licht, welches in der senkrechten Ebene zur Einfallsebene
der lichttrennenden Fläche des Strahlteilers 144 schwingt,
verwendet wird. Die Größe Mp/Ms und Ps/Pp können im voraus
als Aufbauparameter berechnet werden, oder sie können durch
Messung bestimmt werden. Durch Steuern der Ausgangsleistung
der Halbleiterlaser 101 bis 108 auf der Basis des korrigier
ten Signals S ist es möglich, die Lichtintensität der Strahl
flecken auf der fotoleitenden Trommel 210 einzustellen.
Unter der Annahme, daß die Trenneigenschaft des Polarisa
tionsstrahlteilers 153 ideal ist, wird der P-polarisierte
Lichtanteil, der auf den Strahlteiler 144 auftrifft, nur
durch den ersten Lichtempfänger 155 und der S-polarisierte
Lichtanteil nur durch den zweiten Lichtempfänger 157 empfan
gen. Der Aufbau des Lasersteuerschaltkreises 451 ist in Fig.
18 schematisch dargestellt. Ein S/H-Schaltkreis 451a (Abtast-
und Halteschaltkreis) erhält ein APC-Signal, welches vom APC-
Signalgenerator 430 ausgegeben wird, in Synchronisation mit
dem Schließen des Schalters SW1 gemäß dem Zeitsignal, das vom
Drucksignalschaltkreis 410 erzeugt wird, und hält dieses APC-
Signal fest. Ein Referenz-Schaltkreis 451b erzeugt eine Refe
renzspanung entsprechend einer vorbestimmten Ausgangsleistung
der Halbleiterlaser 101 bis 108.
Der Differentialverstärker 451c ermittelt die Differenz zwi
schen jedem festgehaltenen Signalwert und der Referenzspan
nung und stellt die Verstärkung des Steuerschaltkreises 451d
abhängig vom erhaltenen Differenzsignal ein. Der Steuer
schaltkreis 451d schaltet den Halbleiterlaser 101 in den EIN-
Zustand oder in den AUS-Zustand auf der Basis des Bilderzeu
gungssignals, welches vom Bilderzeugungsschaltkreis 420 aus
gegeben wird. Die Ausgangsspannung des Steuerschaltkreises
451d ist über den Verstärkungsfaktor einstellbar, der durch
den Differenzialverstärker 451c eingestellt wird.
Der Aufbau der weiteren Lasersteuerschaltungen 452 bis 458
stimmt mit der beschriebenen Lasersteuerschaltung 451 über
ein. Demgemäß ist die Ausgangsleistung der jeweiligen Halb
leiterlaser 102 bis 108 abhängig vom Signal des APC-Signalge
nerators 430 einstellbar.
Mit diesem beschriebenen Aufbau steuern die Lasersteuerschal
tungen 451 bis 458 die Ausgangsleistungen der Halbleiterlaser
101 bis 108, so daß die Intensität des jeweiligen Strahl
flecks auf der fotoleitenden Trommel 210 einen vorbestimmten
Referenzwert haben.
Fig. 19 zeigt ein Zeitdiagramm für einen Abtastzyklus und
die Einschaltzustände und Ausschaltzustände der Halbleiterla
ser 101 bis 108. Ferner zeigt es die Einschalt- und Aus
schaltzustände der jeweiligen Schalter SW1 bis SW8 des Schal
terbausteins 440 und das Zeitverhalten des Horizontal-Syn
chronisationssignals HS.
Die Zeit für einen Abtastzyklus ist unterteilt in eine erste
Periode P1, während der die Ausgangsleistungen der jeweiligen
Halbleiterlaser eingestellt werden, eine zweite Periode P2,
während der das Horizontal-Synchronisationssignal HS detek
tiert wird, und in eine dritte Periode P3, während der ein
Bildmuster auf der fotoleitenden Trommel 210 geschrieben
wird.
In der ersten Periode P1 werden die Halbleiterlaser 101 bis
108 nacheinander in den Einschaltzustand gebracht, wobei zu
gehörige Schalter SW1 bis SW8 während der Einschaltdauer der
jeweiligen Halbleiterlaser 101 bis 108 in den Einschaltzu
stand geschaltet werden. Das vom APC-Signalgenerator 430 aus
gegebene APC-Signal wird den jeweiligen Lasersteuerschaltun
gen 451 bis 458 zugeführt. Z.B. wird der Halbleiterlaser 101
in den Einschaltzustand geschaltet und emittiert einen Laser
strahl zwischen den Zeitpunkten t1 und t2. Danach wird der
Halbleiterlaser 102 eingeschaltet und emittiert seinen Laser
strahl zwischen den Zeitpunkten t2 und t3, usw. Während die
ser Einschaltphasen sind die jeweiligen Schalter SW1, SW2
etc. jeweils eingeschaltet. Die zugehörige Lasersteuerschal
tung 451 bis 458 stellt den Signalpegel der Treiberspannung
so ein, daß die Lichtmenge auf der fotoleitenden Trommel 210
einen vorbestimmten Referenzpegel hat.
In der zweiten Periode P2 werden die acht Halbleiterlaser 101
bis 108 in den Einschaltzustand gebracht, und jeder Halblei
terlaser emittiert einen Laserstrahl zwischen den Zeitpunkten
t5 und t6 in Übereinstimmung mit dem Horizontal-Synchronisa
tionsimpuls HS (der acht Horizontal-Synchronisationsimpulse
je Abtastvorgang enthält) des Horizontal-Synchronisations
lichtempfängers 230.
In der dritten Periode P3 werden, nachdem eine vorbestimmte
Zeit nach dem Auftreten des Horizontal-Synchronisationsimpul
ses HS verstrichen ist, die Halbleiterlaser 101 bis 108 in
den EIN-Zustand und in den AUS-Zustand abhangig von den Bild
erzeugungssignalen zu vorbestimmten Zeitpunkten gesteuert, um
das Bildmuster auf die fotoleitende Trommel 210 zu schreiben.
Die erste Abtastzeile der gleichzeitig erzeugten acht Abtast
zeilen wird durch Ansteuern des Halbleiterlasers 101 zwischen
den Zeitpunkten t7 bis t15 erzeugt. Auf ähnliche Weise wird
die zweite Abtastzeile zwischen den Zeitpunkten t8 bis t16,
die dritte Abtastzeile beginnend mit Zeitpunkt t9 bis zum
Zeitpunkt t17 und die achte Abtastzeile zwischen den Zeit
punkten t14 bis t22 durch Ansteuern der betreffenden Halblei
terlaser 102, 103 und 108 erzeugt; das Zeitdiagramm für die
vierte bis zur siebten Zeile ist nicht dargestellt. Wie wei
ter oben beschrieben sind die durch die Strahlungsflüsse der
Halbleiterlaser 101 bis 108 erzeugten Strahlflecken voneinan
der um einen bestimmten Abstand in der Hauptabtastrichtung
getrennt. Die Zeilen sind so zueinander ausgerichtet, daß der
Beginn der aufeinanderfolgenden Abtastzeilen gegeneinander
verschoben ist. Die jeweils nachfolgende Abtastzeile beginnt
um eine vorbestimmte Zeit später, d. h. der Beginn ist jeweils
um die Zeit zwischen den Zeitpunkten t7 und t8, t8 und t9,
etc., verschoben.
Der APC-Signalgenerator 430 ist nicht darauf beschränkt, den
Verstärkungsfaktor elektrisch einzustellen, wie dies in Fig.
17 dargestellt ist, sondern kann alternativ mit einer Vor
richtung ausgestattet sein, welche den Strahlungsfluß redu
ziert, um zumindest einen der auf den ersten Lichtempfänger
155 bzw. den zweiten Lichtempfänger 157 auftreffenden Strah
lungsflüsse einzustellen.
Ein alternativer APC-Signalgenerator 430′ ist in Fig. 20
dargestellt. Er enthält ein Filter 158, das als Vorrichtung
zum Reduzieren des Strahlungsflusses z. B. zwischen dem Licht
empfänger 155 und dem Polarisationsstrahlungsteiler 153 ein
gefügt ist. Ein Ausgleich der empfangenen Strahlungsmenge
wird hier optisch eingestellt, anstelle der elektrischen Ein
stellung beim beschriebenen APC-Signalgenerator 430. Die
Durchlässigkeit des Filters 158 wird so eingestellt, daß der
Pegel des APC-Signals und der Lichtintensität der fotoleiten
den Trommel 210 eine bekannte Beziehung hat, ohne Rücksicht
auf den Polarisationszustand der Strahlungsflüsse, die in den
Strahlteiler 144 eintreten. Das Filter 158 kann ein ND-Fil
ter, ein Polarisationselement oder ein anderes Element sein,
welches den Strahlungsfluß reduziert. Wenn ein ND-Filter ver
wendet wird, so werden quasi eine Vielzahl von Filtern mit
unterschiedlicher Strahlungsdurchlässigkeit bereitgestellt.
Wenn der APC-Signalgenerator bei der Montage justiert wird,
wird ein Filter 158 mit einer geeigneten Strahlungsdurchläs
sigkeit ausgewählt. Wenn ein Polarisationsfilter als Filter
158 verwendet wird, wird die durchgelassene Strahlungsmenge
durch Drehen des Polarisationsfilters um die optische Achse
eingestellt. Das Polarisationsfilter wird in einer Stellung,
in der eine geeignete Strahlungsmenge vorhanden ist, festge
halten.
Fig. 21 zeigt eine weitere Möglichkeit für den Aufbau eines
APC-Signalgenerators 430′′. Zwischen dem Strahlteiler 144 und
einem einzigen Lichtempfänger 156 ist ein Polarisationsfilter
159 eingefügt. Das Polarisationsfilter 159 wird in eine Posi
tion gedreht, in der der Winkel der Transmissionsachse die
Beziehung zwischen dem APC-Signal und der Strahlungsintensi
tät auf der Bildebene für eine bestimmte ausgesendete Strah
lungsmenge der Halbleiterlaser 101 bis 108 festlegt, unabhän
gig von den Polarisationszuständen der auf den Strahlteiler
144 auftreffenden Strahlungsflüsse. Dies bedeutet, daß der
Winkel der Transmissionsachse des Polarisationsfilters so
festgelegt ist, daß der Einfluß der Polarisationsabhängigkeit
des Strahlteilers 144 und der Einfluß der Polarisationseigen
schaften des optischen Systems auf Seiten des Hauptstrah
lungsflusses ausgeschaltet sind.
In Fig. 22 wird aus Vereinfachungsgründen angenommen, daß
der Transmissionswert und der Reflexionswert eines optischen
Systems auf Seiten des Hauptflusses keine Polarisationsabhän
gigkeit hat. Unter dieser Annahme ergibt sich, wie in Fig.
22 zu sehen ist, der Winkel θ, der sich zwischen Transmis
sionsachse eines polarisierenden Elementes und der Achse des
P-polarisierten Lichtes innerhalb der Einfallsebene des
Strahlteilers, d. h. in der Ebene senkrecht zur Transmissions
richtung des Strahlungsflusses, nach der Beziehung:
θ = tan-1 (Sp/Ss) (5).
Unter dieser Annahme ist, da die Intensität eines jeden Pola
risationsanteils, der durch das Polarisationselement 159 hin
durchgeht, sich aus der Projektion längs der Transmis
sionsachse der jeweiligen Polarisationsanteile ergibt, die
optische Amplitude des P-polarisierten Lichtes, welche den
Lichtempfänger erreicht, gleich cos(θ) multipliziert mit der
Intensität und die optische Amplitude des S-polarisierten
Lichtes ist sin(θ) multipliziert mit der Intensität. Wenn der
Winkel des Polarisationsfilters 159 wie oben beschrieben ein
gestellt wird, sind die Amplitudenintensitäten sowohl des P-
polarisierten Lichtflusses als auch des S-polarisierten
Lichtflusses, die auf die Transmissionsachse projiziert wer
den, gleich groß und die Strahlungsmengen der auf den Strahl
teiler 144 auffallenden Lichtflüsse werden detektiert ohne
Rücksicht auf den Einfluß der Polarisationsabhängigkeit des
Strahlteilers 144.
Wenn jedoch nicht angenommen wird, daß der Transmissionswert
und der Reflexionswert eines optischen Systems auf Seiten des
Hauptflusses keine Polarisationsabhängigkeit hat, ist es dem
nach möglich, die Polarisationsabhängigkeit der optischen
Elemente zwischen dem Strahlteiler 144 und der fotoleitenden
Trommel 210 zu kompensieren. Um dies zu erreichen muß der
Winkel θ der Transmissionsachse des Polarisationsfilters 159
die vorliegende Bedingung erfüllen:
θ = tan-1√ (6).
Um die Polarisationsabhängigkeit der optischen Elemente zwi
schen dem Strahlteiler 144 und der fotoleitenden Trommel 210
zu kompensieren, ist k durch den weiter oben erwähnten Aus
druck (4) definiert, k = k1 · k2.
In diesem Fall ist k1 gleich Mp/Ms und k2 gleich Ps/Pp, wobei
Mp die Lichtintensität des Monitorstrahlungsflusses
(Monitorstrahl) ist, wenn P-polarisiertes Licht auf den
Strahlteiler einfällt, Pp die Lichtintensität des Hauptstrah
lungsflusses auf die fotoleitende Trommel 210 ist, wenn P-po
larisiertes Licht auf den Strahlteiler 144 einfällt, Ms die
Lichtintensität des Monitorstrahlungsflusses (Monitorstrahl)
ist, wenn S-polarisiertes Licht auf den Strahlteiler 144 ein
fällt, und Ps die Lichtintensität des Hauptstrahlungsflusses
auf der fotoleitenden Trommel 210 ist, wenn S-polarisiertes
Licht auf den Strahlteiler 144 einfällt.
Die Fig. 23 bis 28 zeigen experimentelle Resultate, anhand
derer die Effizienz des dritten Ausführungsbeispiels einer
Vorrichtung zum Steuern der Lichtintensität gemäß der Erfin
dung nachgewiesen wird.
Wie erwähnt ändern optische Fasern im allgemeinen den Polari
sationszustand des einfallenden Lichtes. Die Änderungen der
Polarisationszustände werden erheblich beeinflußt durch die
Anordnung der Fasern. Die Polarisationszustände von Licht
flüssen, welche innerhalb der Fasern verlaufen, unterscheiden
sich voneinander, selbst wenn die Polarisationsrichtung der
Halbleiterlaser auf der Einfallseite in gleicher Richtung
ausgerichtet sind. Die Polarisationszustände können sich fer
ner infolge von Änderungen des Biegezustandes der Fasern, der
Orientierung, infolge von Umgebungseinflüssen oder über die
Zeit ändern.
Fig. 23 zeigt ein optisches System zum Messen der Änderungen
der Polarisationszustände von Licht, das von optischen Fasern
übertragen wird. Ein Strahlungsfluß, der von einem Halblei
terlaser 101′ (entsprechend einem der Halbleiterlaser 101 bis
108 der genannten Ausführungsbeispiele) ausgesendet wird,
wird durch eine Koppellinse 111′ gebündelt und tritt in die
optische Faser 321 ein. Der Strahlungsfluß, der die Faser 321
verläßt, wird durch eine Kollimatorlinse 402 gebündelt und
fällt auf einen Sensor 403 über ein Polarisationsfilter 400
ein. Durch Messen des Ausgangssignals des Sensors 403 während
der Drehung des Polarisationsfilters 400 ist es möglich, die
Polarisationszustände des austretenden Lichtes festzustellen.
Im vorliegenden Beispiel wird ein System mit einem Halblei
terlaser 101 als repräsentatives Beispiel behandelt. Es ist
jedoch möglich, ähnliche Untersuchungen mit anderen Systemen
durchzuführen.
Fig. 24 zeigt grafisch die Meßergebnisse unter Verwendung
des Systems nach Fig. 23, bei denen Änderungen in den Pola
risationszuständen des austretenden Lichtes von sechs Fasern
321 gezeigt sind, wenn linear polarisiertes Licht mit glei
cher Polarisationsrichtung auf die jeweilige Faser einfällt.
Die Abszisse zeigt den Drehwinkel im Winkelgraden des Polari
sationsfilters 400; auf der Ordinate ist die Lichtintensität
in mW dargestellt, die durch einen Leistungsmesser festge
stellt wird, der mit dem Sensor 403 verbunden ist. Eine klei
nere Schwankungsbreite des Ausgangssignals weist auf eine na
hezu zirkulare Polarisation des austretenden Lichtes hin; ei
ne große Schwankungsbreite weist auf eine nahezu lineare Po
larisation hin. Wie der Fig. 24 zu entnehmen ist, dreht sich
die Polarisationsebene, während das Licht von den Fasern
übertragen wird, d. h. die optische Drehfähigkeit der opti
schen Faser wird festgestellt. Weiterhin ist eine Kombination
mit einer invertierten Phase zu beobachten, d. h. eine Kombi
nation, bei der die Polarisationsrichtungen senkrecht zuein
ander stehen.
Um zu messen, wie die Polarisationszustände abhängig von der
Änderung der Orientierung und des Biegezustandes derselben
Faser sich ändern, wird ein Polarisationsstrahlungsteiler
312a und eine λ/4-Platte 316a (in Fig. 23 gestrichelt ge
zeichnet) zwischen der Koppellinse 111 und den Fasern 321
eingefügt. Demgemäß tritt zirkular polarisiertes Licht in die
Faser 321 ein, und das Ausgangssignal des Sensors 403 wird
gemessen, während das Polarisationsfilter 400 verdreht wird.
Die Fig. 25 und 26 zeigen anhand von Diagrammen die Ände
rungen des Ausgangssignals des Sensors 403, wobei die Orien
tierung, die Verwindung und der Biegezustand derselben einzi
gen Faser variiert wird. Fig. 25 zeigt Meßergebnisse, bei
denen der mittlere Abschnitt der Faser 321 U-förmig gebogen
ist, sowie mit einer, zwei und drei Schleifen (eine Schleife
ist in Fig. 23 dargestellt). Fig. 26 zeigt Meßergebnisse,
bei denen die optische Faser 321 eine Schleife hat (wie in
Fig. 23 dargestellt), die um Winkel 0°, 45°, 90°, 135°, 180°
um eine Achse gedreht worden ist, die durch die geraden Ab
schnitte auf der Einfallsseite und auf der Ausfallsseite der
Faser 321 verläuft.
Wie in den Fig. 25 und 26 zu sehen ist, wird sowohl die
Amplitude als auch die Phase des jeweiligen Ausgangssignals
erheblich durch Ändern der Orientierung, der Verdrehung und
des Biegezustandes geändert. Dies bedeutet, daß die Polarisa
tionszustände des austretenden Lichtes durch die Art der Be
festigung, die Orientierung und den Biegezustand der Faser
geändert wird. Folglich ist zu erkennen, daß der praktische
Aufbau eines tatsächlichen Gerätes häufig Änderungen in der
Orientierung, der Verdrehung und des Biegezustandes erzeugt,
welches zu Änderungen in den Polarisationszuständen führt.
Nahezu sämtliche optischen Elemente, die zu einem optischen
Abtastsystem gehören, haben eine Polarisationsabhängigkeit
bei der Transmission und/oder Reflexion. Insbesondere hat ein
Strahlteiler eine signifikante Polarisationsabhängigkeit.
Z.B. ist, wenn 7,5% des Gesamtlichtes als Monitorstrahlungs
fluß (Monitorstrahl) verwendet wird, der Transmissionsgrad
des Strahlteilers 10% für das P-polarisierte Licht und 5%
für das S-polarisierte Licht bei üblichen Schichteigenschaf
ten.
Daher wird bei einem Aufbau im wesentlichen ähnlich dem des
dritten Ausführungsbeispiels, jedoch mit konventionellen op
tischen und steuernden APC-Elementen, ein Strahlungsfluß, der
von einem ersten Halbleiterlaser 101 ausgesendet wird, die
Faser 321 verläßt und auf die lichttrennende Oberfläche des
Strahlteilers 144 als P-polarisiertes Licht einfällt, und ein
Strahlungsfluß, der von dem zweiten Halbleiterlaser 102 emit
tiert wird, aus der Faser 322 austritt und auf die Lichtquel
len der Oberfläche des Strahlteilers 144 als S-polarisiertes
Licht auftritt, das Verhältnis der Lichtmengen des durch den
Strahlungsteiler 144 übertragenen Lichtflusses 2 : 1 (erster
Lichtfluß : zweiter Lichtfluß), selbst wenn die Lichtmengen
des ersten Halbleiterlasers 101 und des zweiten Halbleiterla
sers 102 gleich groß sind. Wenn die emittierte Lichtmenge der
Halbleiterlaser durch ein herkömmliches APC-Verfahren (d. h.
auf der Basis der Lichtmenge eines einfachen, nicht kompen
sierten Monitorstrahls) geregelt wird, beträgt die emittierte
Lichtmenge des ersten Halbleiterlasers 101 nur die Hälfte der
emittierten Lichtmenge des zweiten Halbleiterlasers.
Bei dem bekannten APC-Verfahren, bei dem die Polarisationab
hängigkeit der optischen Elemente ignoriert wird, kann ein
Unterschied in der Lichtmenge von maximal 100% in den Strah
lungsflecken auf der fotoleitenden Trommel 210 erzeugt wer
den. Da ein Unterschied in der Lichtmenge der Strahlflecken
sich in einem Unterschied der Farbdichte des gedruckten Mu
sters äußert, kann ein Farbausgleich mit dem herkömmlichen
APC-System nicht erzielt werden. Wenn sich nämlich die Licht
intensitäten mehrerer Strahlen unterscheiden, so wird die
Farbdichte der Muster ungleichmäßig.
Es ist möglich, diesen Nachteil durch Ellimination der Pola
risationsabhängigkeit des Strahlteilers 144 zu vermeiden. Um
einen Strahlteiler mit großem Unterschied zwischen Reflexi
onswert und Transmissionswert herzustellen, wie es erforder
lich ist, um auf zweckmäßiger Weise einen kleinen Monitor
strahl zu erhalten, um einen größeren Hauptstrahl zu steuern,
ist es bei der momentan verfügbaren Dünnfilmtechnologie sehr
schwierig, eine Strahlteilerfläche mit einer geringen Polari
sationsabhängigkeit zu erzeugen. Wenn der Unterschied zwi
schen dem Reflexionswert und dem Transmissionswert klein ist,
so ist es möglich, einen Strahlteiler herzustellen, der eine
kleine Polarisationsabhängigkeit hat. Jedoch wird dann die
Größe des Hauptstrahls zur Bilderzeugung verringert und die
erforderliche Lichtintensität wird mit einer Lichtquelle mit
kleiner Ausgangsleistung nicht erreicht. Demgemäß ist, wenn
eine Lichtquelle mit einer großen Ausgangsleistung verwendet
wird, um die erforderliche Lichtintensität bereitzustellen,
der Produktionsaufwand erhöht.
Beim dritten Ausführungsbeispiel wird der Monitorstrahlungs
fluß, der durch den Strahlteiler 144 übertragen wird, in zwei
Polarisationsanteile aufgeteilt, die senkrecht zueinander
schwingen. Die Polarisationsanteile werden vom ersten Licht
empfänger 155 bzw. vom zweiten Lichtempfänger 157 empfangen.
Das APC-Signal S wird dadurch erhalten, indem die Ausgangssi
gnale Ss und Sp der Lichtempfänger 155 bzw. 157 gemäß der Be
ziehung (3) gewichtet werden, d. h. S = K (Sp + k · Ss). Dem
gemäß ist das oben beschriebene Problem dadurch gelöst, daß
die abgegebene Leistung eines jeden Halbleiterlasers 101 bis
108 auf der Basis des Signals S geregelt wird.
In den Tabellen 1 bis 3 sowie in den Fig. 27 und 28 sind
die Ergebnisse einer Anzahl von Experimenten dargestellt, wo
bei die Lichtintensität auf einer fotoleitenden Trommel 210,
die mittels des APC-Signals S gemäß Gleichung (3) eingestellt
wird, mit derjenigen verglichen, die durch direkte Verwendung
der Intensität des Monitorstrahls eingestellt wird.
Bei den Beispielen wird angenommen, daß die Transmission des
S-polarisierten Lichtes des Strahlteilers 144 gleich 5% und
die Transmission des P-polarisierten Lichtes gleich 10% ist.
Ferner wird angenommen, daß die Polarisationseigenschaften
der optischen Elemente auf Seiten der fotoleitenden Trommel
210, d. h. der Zylinderlinse 170, des Polygonspiegels 480, der
fθ-Linse 190 und des Umlenkspiegels 200 dem Strahlteiler 144
zugeschlagen sind; weiterhin wird angenommen, daß der Strah
lungsverlust, hervorgerufen durch diese optischen Elemente,
10% für P-polarisiertes Licht und 1% für S-polarisiertes
Licht ist. Demgemäß ergibt sich eine Lichtmenge an P-polari
siertem Licht, welches am Strahlteiler 144 reflektiert worden
ist und auf die fotoleitende Trommel 210 auftrifft von Dp
gleich 90%. Die Lichtmenge an S-polarisiertem Licht, welches
durch den Strahlteiler 144 reflektiert worden ist und die fo
toleitende Trommel 210 erreicht, beträgt Ds gleich 99%. Bei
diesem Beispiel ergeben sich die Werte für die weiter oben
erwähnten Koeffizienten k, k1 und k2 gemäß der Beziehung (4):
k1 = Mp/Ms = Hp/Hs = 2;
k2 = Ps/Pp = {(1-Hs) · Ds}/{(1-Hp) · Dp} = 1,16; und
k = k1 · k2 = 2,32.
Die Tabelle 1 bezieht sich auf ein Beispiel, bei dem in einem
konventionellen APC-System die Intensität des Monitorstrahls,
welche durch ein einziges Lichtempfangselement detektiert
wird, direkt zum Steuern des APC-Systems verwendet wird. Ta
belle 2 zeigt ein Beispiel, bei dem die Intensitäten Sp und
Ss der Polarisationsanteile des Monitorstrahls, der durch die
zwei Lichtempfänger 155 und 157 gemäß dem dritten Ausfüh
rungsbeispiel detektiert wird, nach der erwähnten Beziehung
(3), S = K (Sp + k · Ss), zusammengesetzt sind, um das APC-
System zu steuern. In den Tabellen 1 und 2 wird die Intensi
tät des S-polarisierten Lichtes als Referenzwert für die APC-
Steuerung verwendet, so daß die Intensitäten des P-polari
sierten Lichtes und zirkular polarisierten Lichtes mit der
Intensität des S-polarisierten Lichtes zusammenfallen. Als
einfallendes Licht sind P-polarisiertes Licht und S-polari
siertes Licht dargestellt, die den größten Unterschied im
Transmissionsgrad haben. Weiterhin ist zirkular polarisiertes
Licht mit Eigenschaften zwischen P- und S-polarisiertem Licht
dargestellt. Die jeweiligen Intensitäten sind als Bruchteil
der auf den Strahlteiler 144 total einfallenden Lichtmenge
angegeben, d. h. der Wert 1,000 entspricht der insgesamt auf
den Strahlteiler 144 einfallenden Lichtmenge. Bei dem in Ta
belle 1 gezeigten herkömmlichen Beispiel für ein konventio
nelles APC-System wird auf der Oberfläche der Trommel 210 ei
ne maximale Intensitätsdifferenz mit Faktor 2,3 (0,941/0,405)
erzeugt. Daher ist es kaum möglich, die Dichte des latenten
Bildes, das auf der Trommel erzeugt wird, einzustellen.
Bei den Werten des in Tabelle 2 gezeigten dritten Ausfüh
rungsbeispiels ist, da die Intensität auf der Trommel auf ei
nen konstanten Wert unabhängig von der Änderung des Polarisa
tionszustandes gehalten wird, es daher möglich, die Dichte
des auf der fotoleitenden Trommel erzeugten latenten Bildes
genau zu steuern.
Fig. 27 zeigt grafisch die bei den Experimenten gewonnenen
Meßergebnisse, bei denen die Ungleichmäßigkeit von Lichtin
tensitäten auf der fotoleitenden Trommel gemessen worden
sind, wenn das konventionelle APC-System gemäß Tabelle 1 ver
wendet worden ist; Fig. 28 zeigt die Meßergebnisse der glei
chen Experimente, wobei das dritte Ausführungsbeispiel nach
Tabelle 2 verwendet worden ist. Die Fig. 27 und 28 zeigen
die Beziehung zwischen der Lichtintensität in mW auf der Abs
zisse auf der Trommel und das Ausgangssignal des Strahlungs
empfängers in mV, der den Monitorstrahl empfängt.
In Fig. 27 ändert sich die Lichtintensität (b/a) auf einer
Bildebene unter Verwendung eines konventionellen APC-Systems
um ± 33,5% für dasselbe Ausgangssignal des Strahlungsemp
fängers. Beim dritten Ausführungsbeispiel jedoch, wie in
Fig. 28 zu sehen ist, wird die Änderung der Lichtintensität
auf einen Wert von ± 3,5% verringert.
Bei einem alternativen Aufbau wird anstelle sowohl der Pola
risationseigenschaften des Strahlteilers 144 und der der op
tischen Elemente auf Seiten der fotoleitenden Trommel 210 nur
die Transmission des Strahlteilers 144, welcher die größte
Polarisationsabhängigkeit hat, in die Betrachtung einbezogen.
Das APC-Signal S erhält man auf ähnliche Weise nach der Be
ziehung (3): S = K (Sp + k1 · Ss), worin k1 gleich (Mp/Ms),
Mp die Lichtintensität des Monitorstrahls ist, wenn P-polari
siertes Licht auf den Strahlteiler 144 einfällt. Ms ist die
Lichtintensität des Monitorstrahls, wenn S-polarisiertes
Licht auf den Strahlteiler 144 einfällt.
Wenn beispielsweise 5% bis 10% der totalen Lichtmenge als
Monitorstrahl abgetrennt wird, ist das Intensitätsverhältnis
an Monitorlichtfluß etwa 2, abhängig von der Polarisations
richtung, beispielsweise S-polarisiertes Licht (5%) und P-
polarisiertes Licht (10%). Andererseits ist das Intensitäts
verhältnis des Hauptflusses nach Abtrennung des Monitor
strahls etwa 1,06, beispielsweise bei S-polarisiertem Licht
(95%) und P-polarisiertem Licht (90%) gemäß obigem Bei
spiel. Der Wert der Intensitätsänderung des Hauptstrahls ab
hängig von der Polarisation ist nur gering verglichen mit dem
Monitorstrahl, der nur ein kleiner Teil des Hauptstrahls ist.
Daher ist es möglich, die Intensität des Monitorstrahls nur
im Hinblick auf die Polarisationsabhängigkeit der Transmissi
on des Strahlteilers 144 zu korrigieren.
Tabelle 3 zeigt Daten, ähnlich denen in Tabelle 2, wobei beim
APC-System gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfin
dung nur die Polarisationsabhängigkeit des Strahlteilers 144
betrachtet wird. Bei diesem Beispiel sind die Werte eines je
den Polarisationsanteils identisch, unabhängig davon, ob mit
oder ohne APC-Steuerung, unter der Annahme, daß die auf dem
Strahlteiler 144 total einfallende Lichtmenge konstant ist.
Wenn die totale Lichtmenge sich ändert, so wird die Intensi
tät nach der Änderung festgehalten, als wenn kein APC-System
vorhanden ist. Wenn jedoch das APC-System aktiviert ist, fal
len die Intensitäten zusammen bis zum folgenden Pegel.
Bei diesem alternativen Aufbau ist, wenn die Ausgangsleistung
der Halbleiterlaser 101 bis 108 ausschließlich unter Berück
sichtigung der Polarisationsabhängigkeit des Strahlteilers
144 gesteuert wird, der Intensitätsunterschied auf der foto
leitenden Trommel 210 etwa 1,16-fach, so daß eine erhebliche
Verbesserung der Leistungsfähigkeit im Vergleich zu dem her
kömmlichen Beispiel nach Fig. 1 festgestellt werden kann.
Beim ersten und beim zweiten Ausführungsbeispiel ist eine al
ternative Anordnung möglich, bei der der Monitorstrahl ein
reflektierter Strahl ist. Eine weitere Ausführungsform teilt
den Monitorstrahl aus dem Strahlengang zwischen Zylinderlinse
170 und Polygonspiegel 180 heraus. In allen Fällen detektiert
das APC-Sensorsystem 150 den Monitorstrahl und der verblei
bende Hauptstrahl wird dem Polygonspiegel 180 zugeführt.
Beim ersten und beim zweiten Ausführungsbeispiel wird die
Ausgangsleistung des Laserstrahls, der von einer Laserlicht
quelle ausgegeben wird, so gesteuert, daß die Leistung des
Hauptstrahls auf der fotoleitenden Trommel 210 immer auf ei
nem konstanten Pegel gehalten wird, wodurch die Druckgenauig
keit verbesser wird.
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, da
die APC-Signale in Übereinstimmung mit der Polarisationsab
hängigkeit mindestens des Strahlteilers erzeugt wird, die
Lichtmenge des Hauptstrahls genau eingestellt, unabhängig vom
Polarisationszustand des Strahlungsflusses, der auf das Tei
lerelement einfällt.
Wenn weiterhin die APC-Signale so erzeugt werden, daß die Po
larisationsabhängigkeit der optischen Elemente nach dem Tei
lerelement berücksichtigt wird, so kann die Lichtmenge des
Hauptstrahlungsflusses mit einer noch höheren Genauigkeit ge
steuert werden.
Wenn daher das Gerät und das Verfahren gemäß dem dritten Aus
führungsbeispiel der Erfindung in einem optischen
Mehrstrahlabtastsystem, beispielsweise unter Verwendung von
optischen Fasern, eingesetzt wird, werden die Intensitäten
der Strahlflecken auf der Abtastebene, selbst wenn die Pola
risationszustände der Strahlungsflüsse, die auf optische Tei
lerelemente einfallen, infolge von Orientierung, Biegung, Al
terung, Änderung der Umgebungsbedingungen sich ändern, auf
der Basis des Monitorstrahls unabhängig von den Änderungen
der Polarisationszustände genau gesteuert.
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf Gegenstände,
die in den japanischen Patentanmeldungen HEI-07-155180, ein
gereicht am 30. Mai 1995, und HEI 08-075182, eingereicht am
5. März 1996, beziehen und werden daher mit ihrem gesamten
Offenbarungsgehalt in die vorliegende Anmeldung einbezogen.
Claims (67)
1. Vorrichtung zum Erfassen der Ausgangsleistung eines La
sers, umfassend ein im Strahlengang eines von einer La
serlichtquelle (100) emittierten Laserstrahlungsflusses
angeordnetes optisches System (300) zum Führen des Laser
strahlungsflusses,
eine Ablenkeinheit (180) zum Ablenken des Laserstrah lungsflusses auf eine fotoleitende Einheit (210),
einen zwischen dem optischen System (300) und der Ablenk einheit (180) angeordneten Strahlteiler (144) zum Auftei len des vom optischen System (300) ausgesendeten Strah lungsflusses in einen Hauptstrahlungsfluß, der der Ablenkeinheit (180) zugeführt wird, und in einen Monitor strahlungsfluß,
und einen Sensor (150) zum Detektieren der Strahlungsin tensität des Monitorstrahlungsflusses.
eine Ablenkeinheit (180) zum Ablenken des Laserstrah lungsflusses auf eine fotoleitende Einheit (210),
einen zwischen dem optischen System (300) und der Ablenk einheit (180) angeordneten Strahlteiler (144) zum Auftei len des vom optischen System (300) ausgesendeten Strah lungsflusses in einen Hauptstrahlungsfluß, der der Ablenkeinheit (180) zugeführt wird, und in einen Monitor strahlungsfluß,
und einen Sensor (150) zum Detektieren der Strahlungsin tensität des Monitorstrahlungsflusses.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Steuerung zum Steuern des von der Laserlichtquelle
(100) ausgesendeten Strahlungsflusses abhängig von der
vom Sensor (150) empfangenen Strahlungsintensität vorge
sehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Strahlungsempfangsfläche (150a) des Sensors
(150) gegen eine Ebene senkrecht zur optischen Achse des
dem Sensor (150) zugeführten Monitorstrahlungsflusses ge
neigt ist, und daß der an der Strahlungsempfangsfläche
(150a) reflektierte Strahlungsfluß in eine Richtung ge
lenkt wird, die von der Ablenkeinheit (210) und der La
serlichtquelle (100) weg gerichtet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß zwischen dem Strahlteiler (144) und dem
Sensor (155) eine Sammellinse (151) angeordnet ist, die
den Monitorstrahlungsfluß auf die Strahlungsempfangsflä
che (150a) bündelt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der von der Sammellinse (151) ausgesendete Monitorstrah
lungsfluß nicht auf die Strahlungsempfangsfläche (150a)
des Sensors (155) fokussiert ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß das optische System (300) eine
Kollimatorlinse (140) enthält.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß das optische System (300) eine
Vielzahl von optischen Fasern (321 bis 328) enthält, die
den Laserstrahlungsfluß einer Vielzahl von Lasern (101
bis 108) der Kollimatorlinse (140) zuführen, wobei jede
Faser (321 bis 328) die Strahlung eines Lasers (101 bis
108) führt.
8. Einrichtung zum Steuern der Strahlungsintensität minde
stens einer Strahlungsquelle, umfassend einen Strahltei
ler (144) zum Aufteilen des vom Laser ausgesendeten
Strahlungsflusses in einen Hauptstrahlungsfluß und in ei
nen Monitorstrahlungsfluß,
einen Sensor (150) zum Erfassen der Intensität des Moni torstrahlungsflusses,
ein optisches System, das den Hauptstrahlungsfluß vom Strahlteiler (144) auf eine Bildebene richtet,
eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren des Ausgangssig nals des Sensors (150) durch Einstellen der erfaßten In tensität des Monitorstrahlungsflusses gemäß der jeweili gen Intensität von polarisierten Strahlungsanteilen des Strahlungsflusses, dessen Polarisationseigenschaften sich zumindest durch den Strahlteiler (144) ändern, wobei die Korrektur so erfolgt, daß eine konstante Beziehung zwi schen der Intensität des Monitorstrahlungsflusses und der Intensität des vom optischen System auf die Bildebene ge leiteten Hauptstrahlungsflusses unabhängig von den Pola risationszuständen des in den Strahlteiler (144) eintre tenden Strahlungsflusses vorhanden ist,
und Steuermittel zum Steuern der vom Laser (101 bis 108) ausgesendeten Strahlungsintensität abhängig vom korri gierten Ausgangssignal des Sensors (150).
einen Sensor (150) zum Erfassen der Intensität des Moni torstrahlungsflusses,
ein optisches System, das den Hauptstrahlungsfluß vom Strahlteiler (144) auf eine Bildebene richtet,
eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren des Ausgangssig nals des Sensors (150) durch Einstellen der erfaßten In tensität des Monitorstrahlungsflusses gemäß der jeweili gen Intensität von polarisierten Strahlungsanteilen des Strahlungsflusses, dessen Polarisationseigenschaften sich zumindest durch den Strahlteiler (144) ändern, wobei die Korrektur so erfolgt, daß eine konstante Beziehung zwi schen der Intensität des Monitorstrahlungsflusses und der Intensität des vom optischen System auf die Bildebene ge leiteten Hauptstrahlungsflusses unabhängig von den Pola risationszuständen des in den Strahlteiler (144) eintre tenden Strahlungsflusses vorhanden ist,
und Steuermittel zum Steuern der vom Laser (101 bis 108) ausgesendeten Strahlungsintensität abhängig vom korri gierten Ausgangssignal des Sensors (150).
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Strahlungsquelle Laser als Halbleiterlaser (101 bis
108) ausgebildet ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich
net, daß der Laser (101 bis 108) mit einem optischen
Übertragungssystem verbunden ist, welches eine optische
Faser (321 bis 328) enthält, das die vom Laser (101 bis
108) emittierte Strahlung zum Strahlteiler (144) leitet.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
der Laser Strahlung vorgegebener Divergenz aussendet.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung eine polari
sationsabhängige Abweichung innerhalb einer Beziehung
zwischen der Strahlungsintensität des Monitorstrahlungs
flusses und der Strahlungsintensität des Hauptstrahlungs
flusses auf der Bildebene korrigiert, wobei die polarisa
tionsabhängige Abweichung sich aus den Polarisationsei
genschaften des Strahlteilers (144) und des optischen Sy
stems ergibt.
13. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Laser
lichtquellen (101 bis 108) vorgesehen ist, daß jeder La
ser (101 bis 108) unabhängig voneinander angesteuert
wird, um Strahlung zu emittieren, daß der Sensor (150)
den Monitorstrahlungsfluß eines jeden Lasers detektiert,
und daß die Steuermittel die Ausgangsleistung eines jeden
Lasers auf der Basis der Intensität des Monitorstrah
lungsflusses eines jeden Lasers unter Berücksichtigung
der Signale des Sensors (150) separat einstellt.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vielzahl von Lasern (101 bis 108) mit einem optischen
Übertragungssystem verbunden ist, welches eine Vielzahl
von optischen Fasern (321 bis 328) enthält, wobei jede
Faser (321 bis 328) einem Laser (101 bis 108) zugeordnet
ist, und wobei die Vielzahl der Fasern (321 bis 328) die
von den Lasern ausgesendete Strahlung dem Strahlteiler
(144) zuführt.
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vielzahl von Lasern durch Halbleiterlaser gebildet
wird.
16. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis
15, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (150) einen
Polarisationsstrahlungsteiler (153) enthält, der den Mo
nitorstrahlungsfluß in einen ersten linear polarisierten
Lichtanteil und einen zweiten linear polarisierten Licht
anteil aufteilt, deren elektrische Feldvektoren orthogo
nal zueinander stehende Schwingungsrichtungen haben, und
daß ferner
ein erster Lichtempfänger (155) zum Empfangen des ersten linear polarisierten Lichtanteils,
und ein zweiter Lichtempfänger (157) zum Empfangen des zweiten linear polarisierten Lichtanteils vorgesehen ist.
ein erster Lichtempfänger (155) zum Empfangen des ersten linear polarisierten Lichtanteils,
und ein zweiter Lichtempfänger (157) zum Empfangen des zweiten linear polarisierten Lichtanteils vorgesehen ist.
17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß
die Korrektureinrichtung mit dem ersten Lichtempfänger
(155) und dem zweiten Lichtempfänger (157) verbunden ist,
und daß die Korrektureinrichtung das Ausgangssignal des
ersten Lichtempfängers (155) und das Ausgangssignal des
zweiten Lichtempfängers (157) gewichtet verarbeitet, wo
bei die Gewichtung gemäß einer Beziehung zwischen dem li
near polarisierten ersten Strahlungsanteil und dem linear
polarisierten zweiten Strahlungsanteil eingestellt wird.
18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
die Lichtquelle durch einen Halbleiterlaser gebildet ist.
19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß
die Korrektureinrichtung eine Vorrichtung zum Einstellen
des Verstärkungsfaktors enthält, die die Gewichtung des
Ausgangssignals des ersten Lichtempfängers (155) und des
Ausgangssignals des zweiten Lichtempfängers (157) elek
trisch vornimmt.
20. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung die
Gewichtung gemäß der Beziehung
S = K(Sp + k · Ss)vornimmt, worin K eine Konstante und k = (Mp/Ms) ·
(Ps/Pp) ist,
worin Mp die Intensität des Monitorstrahlungsflusses ist, wenn der linear polarisierte erste Strahlungsanteil den Strahlteiler durchsetzt, und Pp die Intensität des Haupt strahlungsflusses auf der Bildebene ist,
Ms die Intensität des Monitorstrahlungsflusses ist, wenn der linear polarisierte zweite Strahlungsanteil den Strahlteiler durchsetzt, und Ps die Intensität des Haupt strahlungsflusses auf der Bildebene ist,
und worin Sp das Ausgangssignal des ersten Lichtempfän gers (155) und Ss das Ausgangssignal des zweiten Licht empfängers (157) ist.
worin Mp die Intensität des Monitorstrahlungsflusses ist, wenn der linear polarisierte erste Strahlungsanteil den Strahlteiler durchsetzt, und Pp die Intensität des Haupt strahlungsflusses auf der Bildebene ist,
Ms die Intensität des Monitorstrahlungsflusses ist, wenn der linear polarisierte zweite Strahlungsanteil den Strahlteiler durchsetzt, und Ps die Intensität des Haupt strahlungsflusses auf der Bildebene ist,
und worin Sp das Ausgangssignal des ersten Lichtempfän gers (155) und Ss das Ausgangssignal des zweiten Licht empfängers (157) ist.
21. Einrichtung nach Anspruch 17 bis 20, dadurch gekennzeich
net, daß die Korrektureinrichtung eine Vorrichtung zur
Strahlungsabschwächung enthält, um die Intensität des li
near polarisierten ersten Strahlungsanteils und/oder des
linear polarisierten zweiten Strahlungsanteils einzustel
len.
22. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung zur Strahlungsabschwächung ein neutrales
Abschwächungsfilter enthält.
23. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung zur Strahlungsabschwächung ein Polarisa
tionsfilter enthält.
24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 23, dadurch
gekennzeichnet, daß der Sensor einen einzigen Lichtemp
fänger enthält, und daß die Korrektureinrichtung ein Po
larisationsfilter enthält, welches zwischen dem Strahl
teiler und dem Lichtempfänger angeordnet ist.
25. Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß
das Polarisationsfilter umfaßt, eine Vorrichtung zum Ein
stellen des Polarisationsfilters derart, daß zwischen der
in den Strahlteiler eintretenden Strahlungsintensität und
der das Polarisationsfilter erregenden Strahlungsintensi
tät eine Beziehung hergestellt wird, wobei in einem er
sten Fall das in den Strahlteiler eintretende linear po
larisierte Licht mit dieser Beziehung übereinstimmt, und
wobei in einem zweiten Fall ein zweites linear polari
siertes Licht, dessen elektrischer Feldvektor senkrecht
zu dem des ersten linear polarisierten Lichtes schwingt,
in den Strahlteiler gelangt.
26. Einrichtung zum Steuern der Strahlungsintensität einer
Vielzahl von unabhängig ansteuerbaren Lichtquellen, um
fassend:
einen Strahlteiler (144) zum Aufteilen einer Vielzahl von Strahlungsflüssen, die von der Vielzahl von Lichtquellen ausgesendet werden, in eine Vielzahl von Monitorstrah lungsflüssen und eine Vielzahl von Hauptstrahlungsflüs sen,
ein optisches System, das die Vielzahl von Hauptstrah lungsflüssen vom Strahlteiler (144) auf eine Bildebene richtet,
einen Sensor (150) zum Erfassen der Strahlungsintensität einer Vielzahl von Monitorstrahlungsflüssen und zur Aus gabe einer Vielzahl von Signalen entsprechend der Viel zahl von Monitorstrahlungsflüssen,
eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren der Ungleichmä ßigkeit der Vielzahl von Ausgangssignalen, wobei die Un gleichmäßigkeit von unterschiedlichen Polarisationszu ständen der Vielzahl von auf den Strahlteiler (144) ein fallenden Strahlungsflüssen abhängt,
und Steuermittel zum Steuern der von der Vielzahl von Lichtquellen ausgesendeten Strahlungsintensitäten abhän gig von der Vielzahl von korrigierten Ausgangssignalen des Sensors (150).
einen Strahlteiler (144) zum Aufteilen einer Vielzahl von Strahlungsflüssen, die von der Vielzahl von Lichtquellen ausgesendet werden, in eine Vielzahl von Monitorstrah lungsflüssen und eine Vielzahl von Hauptstrahlungsflüs sen,
ein optisches System, das die Vielzahl von Hauptstrah lungsflüssen vom Strahlteiler (144) auf eine Bildebene richtet,
einen Sensor (150) zum Erfassen der Strahlungsintensität einer Vielzahl von Monitorstrahlungsflüssen und zur Aus gabe einer Vielzahl von Signalen entsprechend der Viel zahl von Monitorstrahlungsflüssen,
eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren der Ungleichmä ßigkeit der Vielzahl von Ausgangssignalen, wobei die Un gleichmäßigkeit von unterschiedlichen Polarisationszu ständen der Vielzahl von auf den Strahlteiler (144) ein fallenden Strahlungsflüssen abhängt,
und Steuermittel zum Steuern der von der Vielzahl von Lichtquellen ausgesendeten Strahlungsintensitäten abhän gig von der Vielzahl von korrigierten Ausgangssignalen des Sensors (150).
27. Einrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß
jede Lichtquelle durch einen Halbleiterlaser (101 bis
108) gebildet ist.
28. Einrichtung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Korrektureinrichtung das Ausgangssignal
des Sensors (150) durch Einstellen der Intensität der Mo
nitorstrahlungsflüsse abhängig von der jeweiligen Inten
sität von polarisierten Strahlungsanteilen des Strah
lungsflusses korrigiert, dessen Polarisationseigenschaf
ten sich zumindest durch den Strahlteiler (144) ändern,
wobei die Korrektur so erfolgt, daß eine konstante Bezie
hung zwischen den Monitorstrahlungsflüssen und den Inten
sitäten der auf die Bildebene gelenkten Hauptstrahlungs
flüsse vorhanden ist.
29. Einrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch
gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung derart aus
gebildet ist, daß das Ausgangssignal der Korrekturein
richtung eine konstante Beziehung in bezug auf die Licht
intensitäten der Hauptstrahlungsflüsse auf der Bildebene
herstellt, unabhängig von den Polarisationszuständen der
auf den Strahlteiler einfallenden Strahlungsflüsse.
30. Einrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch
gekennzeichnet, daß der Sensor (150) umfaßt:
einen Polarisationsstrahlungsteiler (153), der die Viel zahl von Monitorstrahlungsflüssen in eine erste linear polarisierte Strahlung und eine zweite linear polarisier te Strahlung aufteilt, deren elektrische Feldvektoren or thogonal zueinander schwingen,
einen ersten Lichtempfänger (155) zum Empfangen der er sten linear polarisierten Strahlung,
und einen zweiten Lichtempfänger (157) zum Empfangen der zweiten linear polarisierten Strahlung.
einen Polarisationsstrahlungsteiler (153), der die Viel zahl von Monitorstrahlungsflüssen in eine erste linear polarisierte Strahlung und eine zweite linear polarisier te Strahlung aufteilt, deren elektrische Feldvektoren or thogonal zueinander schwingen,
einen ersten Lichtempfänger (155) zum Empfangen der er sten linear polarisierten Strahlung,
und einen zweiten Lichtempfänger (157) zum Empfangen der zweiten linear polarisierten Strahlung.
31. Einrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß
die Korrektureinrichtung mit dem ersten Lichtempfänger
(155) und dem zweiten Lichtempfänger (157) verbunden ist,
und daß die Korrektureinrichtung das Ausgangssignal des
ersten Lichtempfängers (155) und das Ausgangssignal des
zweiten Lichtempfängers (157) gewichtet verarbeitet, wo
bei die Gewichtung gemäß einer Beziehung zwischen der li
near polarisierten ersten Strahlung und der linear pola
risierten zweiten Strahlung erfolgt.
32. Einrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß
jede Lichtquelle einen Halbleiterlaser enthält.
33. Einrichtung nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Korrektureinrichtung eine Vorrichtung
zum Herstellen des Verstärkungsfaktors enthält, die die
Gewichtung des Ausgangssignals des ersten Lichtempfängers
(155) und des Ausgangssignals des zweiten Lichtempfängers
(157) elektrisch vornimmt.
34. Einrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch
gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung ein Aus
gangssignal (S) gemäß der folgenden Beziehung erzeugt:
S = K(Sp + k · Ss),worin K eine Konstante und k = (Mp/Ms) · (Ps/Pp) ist,
worin Mp die Intensität des Monitorstrahlungsflusses ist, wenn der linear polarisierte erste Strahlungsanteil den Strahlteiler durchsetzt, und Pp die Intensität des Haupt strahlungsflusses auf der Bildebene ist,
Ms die Intensität des Monitorstrahlungsflusses ist, wenn der linear polarisierte zweite Strahlungsanteil den Strahlteiler durchsetzt, und Ps die Intensität des Haupt strahlungsflusses auf der Bildebene ist,
und worin Sp das Ausgangssignal des ersten Lichtempfän gers (155) und Ss das Ausgangssignal des zweiten Licht empfängers (157) ist.
worin Mp die Intensität des Monitorstrahlungsflusses ist, wenn der linear polarisierte erste Strahlungsanteil den Strahlteiler durchsetzt, und Pp die Intensität des Haupt strahlungsflusses auf der Bildebene ist,
Ms die Intensität des Monitorstrahlungsflusses ist, wenn der linear polarisierte zweite Strahlungsanteil den Strahlteiler durchsetzt, und Ps die Intensität des Haupt strahlungsflusses auf der Bildebene ist,
und worin Sp das Ausgangssignal des ersten Lichtempfän gers (155) und Ss das Ausgangssignal des zweiten Licht empfängers (157) ist.
35. Einrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 34, dadurch
gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung eine Vor
richtung zur Strahlungsabschwächung enthält, um die In
tensität des linear polarisierten ersten Strahlungsan
teils und/oder des linear polarisierten zweiten Strah
lungsanteils einzustellen.
36. Einrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß
der Sensor einen einzigen Lichtempfänger enthält, und daß
die Korrektureinrichtung ein Polarisationsfilter enthält,
welches zwischen dem Strahlteiler und dem Lichtempfänger
angeordnet ist.
37. Einrichtung zum Steuern der Strahlungsintensität in einem
optischen Abtastsystem mit einer Vielzahl von Halbleiter
lasern, die eine Vielzahl von Strahlungsflüssen erzeugen,
einer Ablenkeinheit, die die Vielzahl von Strahlungsflüs
sen ablenkt und mit einer Abtastlinse zum Bündeln der
Vielzahl von Strahlungsflüssen auf einer Abtastebene, um
eine Vielzahl von Strahlungsflecken zu erzeugen, wobei
die Einrichtung umfaßt:
einen Strahlteiler (144) zum Aufteilen der Vielzahl von Strahlungsflüssen in eine Vielzahl von Monitorstrahlungs flüssen und eine Vielzahl von Hauptstrahlungsflüssen,
einen Sensor (150) zum Erfassen der Intensität der Viel zahl von Monitorstrahlungsflüssen,
eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren des Ausgangssi gnals des Sensors (150) durch Einstellen der Intensität der erfaßten Monitorstrahlungsflüsse abhängig von der je weiligen Intensität von polarisierten Strahlungsanteilen der Strahlungsflüsse, deren Polarisationseigenschaften sich zumindest durch den Strahlteiler (144) ändern, wobei die Korrektur so erfolgt, daß eine konstante Beziehung zwischen den Intensitäten der Monitorstrahlungsflüsse und den Intensitäten der vom optischen System auf die Abtast- Bildebene geleiteten Hauptstrahlungsflüsse unabhängig von den Polarisationszuständen der in den Strahlteiler (144) eintretenden Strahlungsflüsse vorhanden ist,
und Steuermittel zum Steuern der Strahlungsintensität der Vielzahl von Halbleiterlasern abhängig vom korrigierten Ausgangssignal des Sensors (150).
einen Strahlteiler (144) zum Aufteilen der Vielzahl von Strahlungsflüssen in eine Vielzahl von Monitorstrahlungs flüssen und eine Vielzahl von Hauptstrahlungsflüssen,
einen Sensor (150) zum Erfassen der Intensität der Viel zahl von Monitorstrahlungsflüssen,
eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren des Ausgangssi gnals des Sensors (150) durch Einstellen der Intensität der erfaßten Monitorstrahlungsflüsse abhängig von der je weiligen Intensität von polarisierten Strahlungsanteilen der Strahlungsflüsse, deren Polarisationseigenschaften sich zumindest durch den Strahlteiler (144) ändern, wobei die Korrektur so erfolgt, daß eine konstante Beziehung zwischen den Intensitäten der Monitorstrahlungsflüsse und den Intensitäten der vom optischen System auf die Abtast- Bildebene geleiteten Hauptstrahlungsflüsse unabhängig von den Polarisationszuständen der in den Strahlteiler (144) eintretenden Strahlungsflüsse vorhanden ist,
und Steuermittel zum Steuern der Strahlungsintensität der Vielzahl von Halbleiterlasern abhängig vom korrigierten Ausgangssignal des Sensors (150).
38. Einrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Vielzahl von optischen Fasern (321 bis 328) vorgese
hen sind, die den Halbleiterlasern (101 bis 108) zugeord
net sind,
und daß die Vielzahl von optischen Fasern die Vielzahl
von Strahlungsflüssen dem Strahlteiler (144) zuführt.
39. Einrichtung nach Anspruch 37 oder 38, gekennzeichnet
durch einen Polarisationsstrahlungsteiler (153), der die
Vielzahl von Monitorstrahlungsflüssen in eine erste line
ar polarisierte Strahlung und eine zweite linear polari
sierte Strahlung aufteilt, deren elektrische Feldvektoren
orthogonal zueinander stehen,
einen ersten Lichtempfänger (155) zum Empfangen der er sten linear polarisierten Strahlung,
einen zweiten Lichtempfänger (157) zum Empfangen der zweiten linear polarisierten Strahlung, und
eine Korrektureinrichtung, die das Ausgangssignal des er sten Lichtempfängers (155) und das Ausgangssignal des zweiten Lichtempfängers gewichtet.
einen ersten Lichtempfänger (155) zum Empfangen der er sten linear polarisierten Strahlung,
einen zweiten Lichtempfänger (157) zum Empfangen der zweiten linear polarisierten Strahlung, und
eine Korrektureinrichtung, die das Ausgangssignal des er sten Lichtempfängers (155) und das Ausgangssignal des zweiten Lichtempfängers gewichtet.
40. Einrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß
die Korrektureinrichtung ein Polarisationsfilter umfaßt,
das zwischen dem Polarisationsstrahlungsteiler (153) und
dem ersten Lichtempfänger (155) angeordnet ist, wobei das
Polarisationsfilter so eingestellt ist, daß zwischen dem
elektrischen Feldvektor der ersten linear polarisierten
Strahlung und der Transmissionsachse des Polarisations
filters innerhalb einer Ebene senkrecht zur Einfallsrich
tung der Vielzahl von Strahlungsflüssen ein Winkel θ vor
handen ist, der sich aus der Beziehung ergibt:
θ = tan-1√,worin k = (Mp/Ms) · (Ps/Pp) ist,
worin Mp die Intensität des Monitorstrahlungsflusses ist, wenn der linear polarisierte erste Strahlungsanteil den Strahlteiler durchsetzt, und Pp die Intensität des Haupt strahlungsflusses auf der Bildebene ist,
Ms die Intensität des Monitorstrahlungsflusses ist, wenn der linear polarisierte zweite Strahlungsanteil den Strahlteiler durchsetzt, und Ps die Intensität des Haupt strahlungsflusses auf der Bildebene ist.
worin Mp die Intensität des Monitorstrahlungsflusses ist, wenn der linear polarisierte erste Strahlungsanteil den Strahlteiler durchsetzt, und Pp die Intensität des Haupt strahlungsflusses auf der Bildebene ist,
Ms die Intensität des Monitorstrahlungsflusses ist, wenn der linear polarisierte zweite Strahlungsanteil den Strahlteiler durchsetzt, und Ps die Intensität des Haupt strahlungsflusses auf der Bildebene ist.
41. Einrichtung zum Steuern der Strahlungsintensität für ein
optisches Mehrstrahlgerät, umfassend:
eine Vielzahl von Lichtquellen zum Aussenden einer Viel zahl von Strahlungsflüssen,
einer Steuerung zum unabhängigen Ansteuern der Strah lungsquellen,
ein optisches System zum Führen der Vielzahl von Strah lungsflüssen auf eine Bildebene,
und eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren der Un gleichheit der Strahlungsintensitäten innerhalb der Viel zahl von Strahlungsflüssen auf der Abbildungsebene abhän gig von Polarisationseigenschaften zumindest eines opti schen Elements in dem optischen System.
eine Vielzahl von Lichtquellen zum Aussenden einer Viel zahl von Strahlungsflüssen,
einer Steuerung zum unabhängigen Ansteuern der Strah lungsquellen,
ein optisches System zum Führen der Vielzahl von Strah lungsflüssen auf eine Bildebene,
und eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren der Un gleichheit der Strahlungsintensitäten innerhalb der Viel zahl von Strahlungsflüssen auf der Abbildungsebene abhän gig von Polarisationseigenschaften zumindest eines opti schen Elements in dem optischen System.
42. Einrichtung zum Steuern der Strahlungsintensität für ein
optisches Abtastsystem, umfassend:
eine Vielzahl von Lichtquellen zum Aussenden einer Viel zahl von Strahlungsflüssen,
eine Ablenkeinheit, die die Vielzahl von Strahlungsflüs sen ablenkt,
eine Steuerung zum unabhängigen Steuern der Lichtemission der Lichtquellen,
ein optisches System mit einer Abtastlinse zum Bündeln der Vielzahl von Strahlungsflüssen auf einer Bildebene,
und eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren der Un gleichheit der Strahlungsintensitäten innerhalb der Viel zahl von Strahlungsflüssen auf der Bildebene abhängig von Polarisationseigenschaften mindestens eines optischen Elements des optischen Systems.
eine Vielzahl von Lichtquellen zum Aussenden einer Viel zahl von Strahlungsflüssen,
eine Ablenkeinheit, die die Vielzahl von Strahlungsflüs sen ablenkt,
eine Steuerung zum unabhängigen Steuern der Lichtemission der Lichtquellen,
ein optisches System mit einer Abtastlinse zum Bündeln der Vielzahl von Strahlungsflüssen auf einer Bildebene,
und eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren der Un gleichheit der Strahlungsintensitäten innerhalb der Viel zahl von Strahlungsflüssen auf der Bildebene abhängig von Polarisationseigenschaften mindestens eines optischen Elements des optischen Systems.
43. Einrichtung zum Steuern der Strahlungsintensität eines
von einem Laser ausgesendeten Strahlungsflusses, der
durch ein optisches System geführt wird, abhängig von ei
nem Monitorstrahlungsfluß, der vom Strahlungsfluß abge
teilt wird, wobei die Einrichtung umfaßt:
einen Polarisationsstrahlungsteiler, der den Monitor strahlungsfluß in eine erste linear polarisierte Strah lung und eine zweite linear polarisierte Strahlung auf teilt, deren elektrische Feldvektoren senkrecht zueinan der stehen,
einen ersten Strahlungsempfänger, der die erste linear polarisierte Strahlung empfängt und ein erstes Ausgangs signal erzeugt,
einen zweiten Strahlungsempfänger, der die zweite linear polarisierte Strahlung erfaßt und ein zweites Ausgangssi gnal erzeugt,
ein automatisches Strahlungsleistungs-Regelungssystem (APC-System) mit den folgenden Komponenten:
einen Kompensationsschaltkreis zum Einstellen eines Ver stärkungsfaktors, wobei der Kompensationsschaltkreis das zweite Ausgangssignal in bezug auf das erste Ausgangssig nal um den Unterschied zwischen der Strahlungsintensität in Richtung des ersten Feldvektors und der Strahlungsin tensität in Richtung des zweiten Feldvektors des Strah lungsflusses nach dem Durchgang durch das optische System kompensiert,
einen Addierer zum Addieren des ersten Ausgangssignals und des kompensierten zweiten Ausgangssignals, um ein kompensiertes Rückkopplungssignal zu erzeugen,
einen Lasersteuerschaltkreis, der mit dem automatischen Strahlungsleistungs-Regelungssystem und den Lasern ver bunden ist, wobei der Lasersteuerschaltkreis das Aussen den der Strahlungsintensität des Lasers auf einen vorbe stimmten Pegel abhängig vom kompensierten Rückkopplungs signal steuert.
einen Polarisationsstrahlungsteiler, der den Monitor strahlungsfluß in eine erste linear polarisierte Strah lung und eine zweite linear polarisierte Strahlung auf teilt, deren elektrische Feldvektoren senkrecht zueinan der stehen,
einen ersten Strahlungsempfänger, der die erste linear polarisierte Strahlung empfängt und ein erstes Ausgangs signal erzeugt,
einen zweiten Strahlungsempfänger, der die zweite linear polarisierte Strahlung erfaßt und ein zweites Ausgangssi gnal erzeugt,
ein automatisches Strahlungsleistungs-Regelungssystem (APC-System) mit den folgenden Komponenten:
einen Kompensationsschaltkreis zum Einstellen eines Ver stärkungsfaktors, wobei der Kompensationsschaltkreis das zweite Ausgangssignal in bezug auf das erste Ausgangssig nal um den Unterschied zwischen der Strahlungsintensität in Richtung des ersten Feldvektors und der Strahlungsin tensität in Richtung des zweiten Feldvektors des Strah lungsflusses nach dem Durchgang durch das optische System kompensiert,
einen Addierer zum Addieren des ersten Ausgangssignals und des kompensierten zweiten Ausgangssignals, um ein kompensiertes Rückkopplungssignal zu erzeugen,
einen Lasersteuerschaltkreis, der mit dem automatischen Strahlungsleistungs-Regelungssystem und den Lasern ver bunden ist, wobei der Lasersteuerschaltkreis das Aussen den der Strahlungsintensität des Lasers auf einen vorbe stimmten Pegel abhängig vom kompensierten Rückkopplungs signal steuert.
44. Einrichtung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß
der Laser eine Vielzahl von Lasern enthält, die nachein
ander eine Vielzahl von Strahlungsflüssen aussenden,
und daß das automatische Strahlungsleistungs-Regelungssy
stem einen Zeitschaltkreis enthält, welches das automati
sche Strahlungsleistungs-Regelungssystem zeitlich so
steuert, daß die ausgesendete Strahlungsintensität eines
jeden Lasers abhängig vom ersten Ausgangssignal und dem
zweiten Ausgangssignal individuell eingestellt wird.
45. Optisches Abtastsystem, umfassend:
mindestens einen Halbleiterlaser zum Erzeugen eines Strahlungsflusses,
eine optische Faser zum Führen des Strahlungsflusses, wo bei die Faser eine erste Polarisationsabhängigkeit hat, die den Strahlungsfluß ändert,
einen Strahlteiler, der den Strahlungsfluß von der Faser in einen Monitorstrahlungsfluß und einen Hauptstrahlungs fluß mit einer zweiten Polarisationsabhängigkeit auf teilt, welche den Monitorstrahlungsfluß und den Haupt strahlungsfluß ändert,
ein optisches Abtastsystem, welches den Hauptstrahlungs fluß vom Strahlteiler bündelt und als Abtaststrahl aus sendet,
einen Fotoleiter, der den gebündelten Hauptstrahlungsfluß empfängt,
ein Polarisationskompensations-System, das den Monitor strahlungsfluß empfängt und ein polarisationskompensier tes Strahlungsintensitäts-Signal auf der Basis der Ände rung des Strahlungsflusses in der optischen Faser und der Änderung des Monitorstrahlungsflusses und des Hauptstrah lungsflusses im Strahlteiler erzeugt,
und ein automatisches Strahlungsleistungs-Regelungssy stem, das das polarisationskompensierte Signal empfängt und die Strahlungsintensität des Laserstrahlungsflusses abhängig von dem polarisationskompensierten Signal ein stellt.
mindestens einen Halbleiterlaser zum Erzeugen eines Strahlungsflusses,
eine optische Faser zum Führen des Strahlungsflusses, wo bei die Faser eine erste Polarisationsabhängigkeit hat, die den Strahlungsfluß ändert,
einen Strahlteiler, der den Strahlungsfluß von der Faser in einen Monitorstrahlungsfluß und einen Hauptstrahlungs fluß mit einer zweiten Polarisationsabhängigkeit auf teilt, welche den Monitorstrahlungsfluß und den Haupt strahlungsfluß ändert,
ein optisches Abtastsystem, welches den Hauptstrahlungs fluß vom Strahlteiler bündelt und als Abtaststrahl aus sendet,
einen Fotoleiter, der den gebündelten Hauptstrahlungsfluß empfängt,
ein Polarisationskompensations-System, das den Monitor strahlungsfluß empfängt und ein polarisationskompensier tes Strahlungsintensitäts-Signal auf der Basis der Ände rung des Strahlungsflusses in der optischen Faser und der Änderung des Monitorstrahlungsflusses und des Hauptstrah lungsflusses im Strahlteiler erzeugt,
und ein automatisches Strahlungsleistungs-Regelungssy stem, das das polarisationskompensierte Signal empfängt und die Strahlungsintensität des Laserstrahlungsflusses abhängig von dem polarisationskompensierten Signal ein stellt.
46. Abtastsystem nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet,
daß das optische System eine dritte Polarisationsabhän
gigkeit hat, welche den Hauptstrahlungsfluß verändert,
und daß das Polarisationskompensations-System ein polari
sationskompensiertes Signal auf der Basis der Änderung
des Strahlungsflusses in der Faser, der Änderung des Mo
nitorstrahlungsflusses und des Hauptstrahlungsflusses im
Strahlteiler sowie der Änderung des Hauptstrahlungsflus
ses im optischen Abtastsystem erzeugt.
47. Abtastsystem nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet,
daß die Laserstrahlungsquelle eine Vielzahl von Halblei
terlasern enthält, die nacheinander eine Vielzahl von
Strahlungsflüssen erzeugt, und daß das automatische
Strahlungsleistungs-Regelungssystem eine Zeitsteuerschal
tung enthält, welche das automatische Strahlungslei
stungs-Regelungssystem zeitlich steuert, um die von jedem
Halbleiterlaser ausgesendete Strahlungsintensität abhän
gig vom polarisationskompensierten Signal individuell zu
steuern.
48. Verfahren zum Steuern der Strahlungsleistung einer Strah
lungsquelle abhängig von einem Monitorstrahlungsfluß, wo
bei der Monitorstrahlungsfluß und ein Hauptstrahlungsfluß
durch einen Strahlteiler aus dem Strahlungsfluß der
Strahlungsquelle abgeteilt werden, wobei das Verfahren
die folgenden Schritte umfaßt:
Messen der Strahlungsintensität des Monitorstrahlungs flusses sowie der Strahlungsintensität des Hauptstrah lungsflusses, der durch ein optisches System nach dem Durchsetzen des Strahlteilers auf eine Bildebene gelenkt wird, wenn eine erste linear polarisierte Strahlung auf den Strahlteiler einfällt,
Messen der Strahlungsintensität des Monitorstrahlungs flusses und der Strahlungsintensität des Hauptstrahlungs flusses, der auf die Bildebene durch ein nach dem Strahl teiler angeordnetes Element gelenkt wird, wenn eine zwei te linear polarisierte Strahlung, deren elektrischer Feldvektor eine Schwingungsrichtung senkrecht zu dem der ersten linear polarisierten Strahlung hat, auf den Strahlteiler einfällt,
und Korrigieren des Ausgangssignals für die Strahlungsin tensitäten der Polarisationskomponenten des Strahlungs flusses der Strahlungsquelle, der durch die Polarisa tionseigenschaften zumindest des Strahlteilers geändert wird, wobei die Korrektur so erfolgt, daß eine konstante Beziehung zwischen der Strahlungsintensität des Monitor strahlungsflusses und der Strahlungsintensität des vom optischen System nach dem Strahlteiler auf die Bildebene geleiteten Hauptstrahlungsflusses vorhanden ist,
Korrigieren des Ausgangssignals gemäß der vorgenannten Korrektur,
Steuern der Strahlungsintensität der Strahlungsquelle auf der Basis des korrigierten Signals.
Messen der Strahlungsintensität des Monitorstrahlungs flusses sowie der Strahlungsintensität des Hauptstrah lungsflusses, der durch ein optisches System nach dem Durchsetzen des Strahlteilers auf eine Bildebene gelenkt wird, wenn eine erste linear polarisierte Strahlung auf den Strahlteiler einfällt,
Messen der Strahlungsintensität des Monitorstrahlungs flusses und der Strahlungsintensität des Hauptstrahlungs flusses, der auf die Bildebene durch ein nach dem Strahl teiler angeordnetes Element gelenkt wird, wenn eine zwei te linear polarisierte Strahlung, deren elektrischer Feldvektor eine Schwingungsrichtung senkrecht zu dem der ersten linear polarisierten Strahlung hat, auf den Strahlteiler einfällt,
und Korrigieren des Ausgangssignals für die Strahlungsin tensitäten der Polarisationskomponenten des Strahlungs flusses der Strahlungsquelle, der durch die Polarisa tionseigenschaften zumindest des Strahlteilers geändert wird, wobei die Korrektur so erfolgt, daß eine konstante Beziehung zwischen der Strahlungsintensität des Monitor strahlungsflusses und der Strahlungsintensität des vom optischen System nach dem Strahlteiler auf die Bildebene geleiteten Hauptstrahlungsflusses vorhanden ist,
Korrigieren des Ausgangssignals gemäß der vorgenannten Korrektur,
Steuern der Strahlungsintensität der Strahlungsquelle auf der Basis des korrigierten Signals.
49. Verfahren zum Steuern der Strahlungsleistung einer Viel
zahl von voneinander unabhängig angesteuerten Strahlungs
quellen gemäß einer Vielzahl von Monitorstrahlungsflüs
sen, wobei die Vielzahl von Monitorstrahlungsflüssen und
eine Vielzahl von Hauptstrahlungsflüssen durch einen
Strahlteiler aus der Vielzahl von Strahlungsflüssen der
Vielzahl von Strahlungsquellen abgeteilt wird, wobei die
folgenden Schritte ausgeführt werden:
Messen der Strahlungsintensität eines repräsentativen Mo nitorstrahlungsflusses sowie der Strahlungsintensität ei nes repräsentativen Hauptstrahlungsflusses, der auf eine Bildebene durch ein optisches System nach dem Strahltei ler gelenkt wird, wenn eine erste linear polarisierte Strahlung auf den Strahlteiler einfällt,
Messen der Strahlungsintensität des repräsentativen Moni torstrahlungsflusses sowie der Strahlungsintensität des repräsentativen Hauptstrahlungsflusses, der durch das op tische System nach dem Strahlteiler auf die Bildebene ge leitet wird, wenn eine zweite linear polarisierte Strah lung mit einer Schwingungsrichtung des elektrischen Feld vektors senkrecht zu der der ersten linear polarisierten Strahlung auf den Strahlteiler einfällt,
Vorsehen einer Korrekturmaßnahme für das Ausgangssignal für die Intensitäten der Polarisationskomponenten der Strahlungsflüsse der Strahlungsquellen, die durch Pola risationseigenschaften zumindest des Strahlteilers geän dert werden, wobei die Korrektur so erfolgt, daß eine konstante Beziehung zwischen der repräsentativen Monitor strahlungsflüssen und den repräsentativen Hauptstrah lungsflüssen, die der Bildebene durch das optische System nach dem Strahlteiler zugeführt werden vorhanden ist, Steuern der Vielzahl der Strahlungsflüsse der Vielzahl von Strahlungsquellen auf der Basis des korrigierten Sig nals.
Messen der Strahlungsintensität eines repräsentativen Mo nitorstrahlungsflusses sowie der Strahlungsintensität ei nes repräsentativen Hauptstrahlungsflusses, der auf eine Bildebene durch ein optisches System nach dem Strahltei ler gelenkt wird, wenn eine erste linear polarisierte Strahlung auf den Strahlteiler einfällt,
Messen der Strahlungsintensität des repräsentativen Moni torstrahlungsflusses sowie der Strahlungsintensität des repräsentativen Hauptstrahlungsflusses, der durch das op tische System nach dem Strahlteiler auf die Bildebene ge leitet wird, wenn eine zweite linear polarisierte Strah lung mit einer Schwingungsrichtung des elektrischen Feld vektors senkrecht zu der der ersten linear polarisierten Strahlung auf den Strahlteiler einfällt,
Vorsehen einer Korrekturmaßnahme für das Ausgangssignal für die Intensitäten der Polarisationskomponenten der Strahlungsflüsse der Strahlungsquellen, die durch Pola risationseigenschaften zumindest des Strahlteilers geän dert werden, wobei die Korrektur so erfolgt, daß eine konstante Beziehung zwischen der repräsentativen Monitor strahlungsflüssen und den repräsentativen Hauptstrah lungsflüssen, die der Bildebene durch das optische System nach dem Strahlteiler zugeführt werden vorhanden ist, Steuern der Vielzahl der Strahlungsflüsse der Vielzahl von Strahlungsquellen auf der Basis des korrigierten Sig nals.
50. Verfahren zum Steuern der Strahlungsleistung einer Viel
zahl von voneinander unabhängig angesteuerten Strahlungs
quellen gemäß einer Vielzahl von Monitorstrahlungsflüs
sen, wobei die Vielzahl von Monitorstrahlungsflüssen und
eine Vielzahl von Hauptstrahlungsflüssen durch einen
Strahlteiler aus der Vielzahl von Strahlungsflüssen der
Vielzahl von Strahlungsquellen abgeteilt wird, wobei die
folgenden Schritte ausgeführt werden:
Messen der Strahlungsintensität eines repräsentativen Mo nitorstrahlungsflusses sowie der Strahlungsintensität ei nes repräsentativen Hauptstrahlungsflusses, der auf eine Bildebene durch ein optisches System nach dem Strahltei ler gelenkt wird, wenn eine erste linear polarisierte Strahlung auf den Strahlteiler einfällt,
Messen der Strahlungsintensität des repräsentativen Moni torstrahlungsflusses sowie der Strahlungsintensität des repräsentativen Hauptstrahlungsflusses, der durch das op tische System nach dem Strahlteiler auf die Bildebene ge leitet wird, wenn eine zweite linear polarisierte Strah lung mit einer Schwingungsrichtung des elektrischen Feld vektors senkrecht zu der der ersten linear polarisierten Strahlung auf den Strahlteiler einfällt,
Vorsehen einer Korrekturmaßnahme für ein erstes Ausgangs signal und ein zweites Ausgangssignal für die Intensitä ten der Polarisationskomponenten der Strahlungsflüsse der Strahlungsquellen,
Aufteilen der Vielzahl von Monitorstrahlungsflüssen in eine erste linear polarisierte Strahlung und eine zweite polarisierte Strahlung, wobei die Feldvektoren der ersten und der zweiten Strahlung senkrecht aufeinander stehen,
Steuern der Vielzahl der Strahlungsflüsse der Vielzahl von Strahlungsquellen auf der Basis des korrigierten Sig nals.
Messen der Strahlungsintensität eines repräsentativen Mo nitorstrahlungsflusses sowie der Strahlungsintensität ei nes repräsentativen Hauptstrahlungsflusses, der auf eine Bildebene durch ein optisches System nach dem Strahltei ler gelenkt wird, wenn eine erste linear polarisierte Strahlung auf den Strahlteiler einfällt,
Messen der Strahlungsintensität des repräsentativen Moni torstrahlungsflusses sowie der Strahlungsintensität des repräsentativen Hauptstrahlungsflusses, der durch das op tische System nach dem Strahlteiler auf die Bildebene ge leitet wird, wenn eine zweite linear polarisierte Strah lung mit einer Schwingungsrichtung des elektrischen Feld vektors senkrecht zu der der ersten linear polarisierten Strahlung auf den Strahlteiler einfällt,
Vorsehen einer Korrekturmaßnahme für ein erstes Ausgangs signal und ein zweites Ausgangssignal für die Intensitä ten der Polarisationskomponenten der Strahlungsflüsse der Strahlungsquellen,
Aufteilen der Vielzahl von Monitorstrahlungsflüssen in eine erste linear polarisierte Strahlung und eine zweite polarisierte Strahlung, wobei die Feldvektoren der ersten und der zweiten Strahlung senkrecht aufeinander stehen,
Steuern der Vielzahl der Strahlungsflüsse der Vielzahl von Strahlungsquellen auf der Basis des korrigierten Sig nals.
51. Verfahren zum Steuern einer Vielzahl von unabhängig an
steuerbaren Strahlungsquellen abhängig von einer Vielzahl
von Monitorstrahlungsflüssen, wobei die Vielzahl von Mo
nitorstrahlungsflüssen und eine Vielzahl von Hauptstrah
lungsflüssen durch einen Strahlteiler aus der Vielzahl
von Strahlungsflüssen der Strahlungsquellen abgeteilt
werden, und wobei das Verfahren die folgenden Schritte
umfaßt:
Aussenden der Vielzahl von Strahlungsflüssen der Strah lungsquellen nacheinander,
Aufteilen der Vielzahl von Monitorstrahlungsflüssen in erste Polarisationsanteile und zweite Polarisationsantei le, deren Polarisationsrichtungen senkrecht zueinander sind,
Detektieren der ersten Polarisationsanteile,
Detektieren der zweiten Polarisationsanteile,
Gewichten der ersten Polarisationsanteile und der zweiten Polarisationsanteile,
Addieren der gewichteten Polarisationsanteile und der ge wichteten zweiten Polarisationsanteile,
Steuern der Intensität der Vielzahl der unabhängig an steuerbaren Strahlungsquellen auf der Basis des Ergebnis ses der Addition.
Aussenden der Vielzahl von Strahlungsflüssen der Strah lungsquellen nacheinander,
Aufteilen der Vielzahl von Monitorstrahlungsflüssen in erste Polarisationsanteile und zweite Polarisationsantei le, deren Polarisationsrichtungen senkrecht zueinander sind,
Detektieren der ersten Polarisationsanteile,
Detektieren der zweiten Polarisationsanteile,
Gewichten der ersten Polarisationsanteile und der zweiten Polarisationsanteile,
Addieren der gewichteten Polarisationsanteile und der ge wichteten zweiten Polarisationsanteile,
Steuern der Intensität der Vielzahl der unabhängig an steuerbaren Strahlungsquellen auf der Basis des Ergebnis ses der Addition.
52. Verfahren nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Polarisationsanteil und der zweite Polarisa
tionsanteil so gewichtet werden, daß das Ergebnis der Ad
dition eine konstante Beziehung der Strahlungsintensität
der Monitorstrahlungsflüsse und der Strahlungsintensität
der Hauptstrahlungsflüsse auf der Abtast-Bildebene unab
hängig vom Polarisationszustand der auf den Strahlteiler
einfallenden Strahlungsflüsse vorhanden ist.
53. Verfahren zum Steuern der Strahlungsleistung einer Strah
lungsquelle abhängig von einem Monitorstrahlungsfluß, wo
bei der Monitorstrahlungsfluß und ein Hauptstrahlungsfluß
durch einen Strahlteiler vom Strahlungsfluß der Strah
lungsquelle abgeteilt werden, wobei das Verfahren die
folgenden Schritte umfaßt:
Ermitteln der Strahlungsintensität des Monitorstrahlungs flusses sowie der Strahlungsintensität des Hauptstrah lungsflusses, der auf eine Bildebene durch ein optisches System nach dem Strahlteiler geleitet wird, für eine er ste linear polarisierte Strahlung, die durch den Strahl teiler abgetrennt wird, auf der Basis von Konstruktions werten,
Ermitteln der Strahlungsintensität des Monitorstrahlungs flusses und der Strahlungsintensität des Hauptstrahlungs flusses, der auf die Bildebene durch das optische System nach dem Strahlteiler gelenkt wird, für eine zweite li near polarisierte Strahlung, deren elektrischer Feldvek tor eine Schwingungsrichtung senkrecht zu dem der ersten linear polarisierten Strahlung hat, welche durch den Strahlteiler abgetrennt wird, auf der Basis von Konstruk tionswerten,
Korrigieren des Ausgangssignals der detektierten Strah lungsintensitäten der Polarisationskomponenten des Strah lungsflusses der Strahlungsquelle, der durch die Polari sationseigenschaften des Strahlteilers geändert wird, wo bei die Korrektur so erfolgt, daß eine konstante Bezie hung zwischen der Intensität des berechneten Monitor strahlungsflusses und der Intensität des berechneten Hauptstrahlungsflusses nach dem Strahlteiler vorhanden ist,
Steuern des Strahlungsflusses der Strahlungsquelle auf der Basis des korrigierten Ausgangssignals.
Ermitteln der Strahlungsintensität des Monitorstrahlungs flusses sowie der Strahlungsintensität des Hauptstrah lungsflusses, der auf eine Bildebene durch ein optisches System nach dem Strahlteiler geleitet wird, für eine er ste linear polarisierte Strahlung, die durch den Strahl teiler abgetrennt wird, auf der Basis von Konstruktions werten,
Ermitteln der Strahlungsintensität des Monitorstrahlungs flusses und der Strahlungsintensität des Hauptstrahlungs flusses, der auf die Bildebene durch das optische System nach dem Strahlteiler gelenkt wird, für eine zweite li near polarisierte Strahlung, deren elektrischer Feldvek tor eine Schwingungsrichtung senkrecht zu dem der ersten linear polarisierten Strahlung hat, welche durch den Strahlteiler abgetrennt wird, auf der Basis von Konstruk tionswerten,
Korrigieren des Ausgangssignals der detektierten Strah lungsintensitäten der Polarisationskomponenten des Strah lungsflusses der Strahlungsquelle, der durch die Polari sationseigenschaften des Strahlteilers geändert wird, wo bei die Korrektur so erfolgt, daß eine konstante Bezie hung zwischen der Intensität des berechneten Monitor strahlungsflusses und der Intensität des berechneten Hauptstrahlungsflusses nach dem Strahlteiler vorhanden ist,
Steuern des Strahlungsflusses der Strahlungsquelle auf der Basis des korrigierten Ausgangssignals.
54. Einrichtung zum Steuern der Strahlungsintensität minde
stens einer Strahlungsquelle, umfassend einen Strahltei
ler (144) zum Aufteilen des vom Laser ausgesendeten
Strahlungsflusses in einen Hauptstrahlungsfluß und in ei
nen Monitorstrahlungsfluß,
einen Sensor (150) zum Erfassen der Intensität des Moni torstrahlungsflusses,
ein optisches System, das den Hauptstrahlungsfluß vom Strahlteiler (144) auf eine Bildebene richtet,
eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren des Ausgangssi gnals des Sensors (150) durch Anwenden einer bekannten Beziehung zwischen der Intensität des Monitorstrahlungs flusses und der Intensität des Hauptstrahlungsflusses ab hängig vom Polarisationszustand des in den Strahlteiler (144) eintretenden Strahlungsflusses,
und Steuermittel zum Steuern der vom Laser (101 bis 108) ausgesendeten Strahlungsintensität abhängig vom korri gierten Ausgangssignal des Sensors (150).
einen Sensor (150) zum Erfassen der Intensität des Moni torstrahlungsflusses,
ein optisches System, das den Hauptstrahlungsfluß vom Strahlteiler (144) auf eine Bildebene richtet,
eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren des Ausgangssi gnals des Sensors (150) durch Anwenden einer bekannten Beziehung zwischen der Intensität des Monitorstrahlungs flusses und der Intensität des Hauptstrahlungsflusses ab hängig vom Polarisationszustand des in den Strahlteiler (144) eintretenden Strahlungsflusses,
und Steuermittel zum Steuern der vom Laser (101 bis 108) ausgesendeten Strahlungsintensität abhängig vom korri gierten Ausgangssignal des Sensors (150).
55. Einrichtung nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, daß
der Laser als Halbleiterlaser (101 bis 108) ausgebildet
ist.
56. Einrichtung nach Anspruch 54 oder 55, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Laser (101 bis 108) mit einem optischen
Übertragungssystem verbunden ist, welches eine optische
Faser (321 bis 328) enthält, das die vom Laser (101 bis
108) emittierte Strahlung zum Strahlteiler (144) leitet.
57. Einrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß
der Laser Strahlung vorgegebener Divergenz aussendet.
58. Einrichtung nach einem der Ansprüche 54 bis 57, dadurch
gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung eine polari
sationsabhängige Abweichung innerhalb einer Beziehung
zwischen der Strahlungsintensität des Monitorstrahlungs
flusses und der Strahlungsintensität des Hauptstrahlungs
flusses auf der Bildebene korrigiert, wobei die polarisa
tionsabhängige Abweichung sich aus den Polarisationsei
genschaften des Strahlteilers (144) und des optischen Sy
stems ergibt.
59. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 54
bis 58, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von La
serlichtquellen (101 bis 108) vorgesehen ist, daß jeder
Laser (101 bis 108) unabhängig voneinander angesteuert
wird, um Strahlung zu emittieren, daß der Sensor (150)
den Monitorstrahlungsfluß eines jeden Lasers detektiert,
und daß die Steuermittel die Ausgangsleistung eines jeden
Lasers auf der Basis der Intensität des Monitorstrah
lungsflusses eines jeden Lasers unter Berücksichtigung
der Signale des Sensors (150) separat steuert.
60. Einrichtung nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vielzahl von Lasern (101 bis 108) mit einem optischen
Übertragungssystem verbunden ist, welches eine Vielzahl
von optischen Fasern (321 bis 328) enthält, wobei jede
Faser (321 bis 328) einem Laser (101 bis 108) zugeordnet
ist, und wobei die Vielzahl der Fasern (321 bis 328) die
von den Lasern ausgesendete Strahlung dem Strahlteiler
(144) zuführt.
61. Einrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vielzahl von Lasern durch Halbleiterlaser gebildet
wird.
62. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 54
bis 61, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (150) ei
nen Polarisationsstrahlungsteiler (153) enthält, der den
Monitorstrahlungsfluß in einen ersten linear polarisier
ten Lichtanteil und einen zweiten linear polarisierten
Lichtanteil aufteilt, dessen elektrische Feldvektoren or
thogonal zueinander stehende Schwingungsrichtungen haben,
und daß ferner
ein erster Lichtempfänger (155) zum Empfangen des ersten linear polarisierten Lichtanteils,
und ein zweiter Lichtempfänger (157) zum Empfangen des zweiten linear polarisierten Lichtanteils vorgesehen ist.
ein erster Lichtempfänger (155) zum Empfangen des ersten linear polarisierten Lichtanteils,
und ein zweiter Lichtempfänger (157) zum Empfangen des zweiten linear polarisierten Lichtanteils vorgesehen ist.
63. Einrichtung nach einem der Ansprüche 54 bis 62, dadurch
gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung eine Vor
richtung zur Strahlungsabschwächung enthält, um die In
tensität des linear polarisierten ersten Strahlungsan
teils und/oder des linear polarisierten zweiten Strah
lungsanteils einzustellen.
64. Einrichtung nach Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung zur Strahlungsabschwächung ein neutrales
Abschwächungsfilter enthält.
65. Einrichtung nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung zur Strahlungsabschwächung ein Polarisa
tionsfilter enthält.
66. Einrichtung nach einem der Ansprüche 54 bis 60, dadurch
gekennzeichnet, daß der Sensor einen einzigen Lichtemp
fänger enthält, und daß die Korrektureinrichtung ein Po
larisationsfilter enthält, welches zwischen dem Strahl
teiler und dem Lichtempfänger angeordnet ist.
67. Einrichtung nach Anspruch 66, dadurch gekennzeichnet, daß
das Polarisationsfilter umfaßt, eine Vorrichtung zum Ein
stellen des Polarisationsfilters derart, daß zwischen der
in den Strahlteiler eintretende Strahlungsintensität und
der das Polarisationsfilter erregenden Strahlungsintensi
tät eine Beziehung hergestellt wird, wobei in einem er
sten Fall das in den Strahlteiler eintretende linear po
larisierte Licht mit dieser Beziehung übereinstimmt, und
wobei in einem zweiten Fall ein zweites linear polari
siertes Licht, dessen elektrischer Feldvektor senkrecht
zu dem des ersten linear polarisierten Lichtes schwingt,
in den Strahlteiler gelangt.
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