[发明专利]用于获得校正图案的方法和设备

说明书

本申请是申请号为200680037254.4的专利的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于驱动半导体激光器的方法和设备。

本发明也涉及一种用于产生校正图案的方法，所述校正图案用于驱动半导体激光器的方法中，用于校正在自动功率控制和/或光电检测器的输出中所使用的设定值。

进一步地，本发明涉及用光对光敏材料曝光的曝光设备，所述光从半导体激光器发射并通过空间光调制元件调制。

背景技术

半导体激光器实际中使用在很多领域。日本未审查专利出版物No.2005-055881公开了一种激光曝光设备，所述激光曝光设备用空间光调制元件调制从半导体激光器发射的光，并用被调制的光曝光光敏材料。

此外，发射具有波长在400nm附近的激光束的GaN型半导体激光器是公知的，这例如在日本未审查专利出版物No.2004-096062中公开。日本未审查专利出版物No.2005-055881公开了：曝光设备利用该类型的半导体激光器作为曝光光源。

在半导体激光器的应用中，例如当半导体激光器应用在前述的曝光设备中时，希望驱动半导体激光器，使得它们的光输出是恒定的。以这种方式驱动半导体激光器的已知的方法包括ACC(自动电流控制)驱动方法以及APC(自动功率控制)驱动方法，如在日本未审查专利出版物No.8(1996)-274395中公开。注意，日本未审查专利出版物No.2001-267669公开了一种用于半导体激光器的驱动方法，其中半导体激光器通过紧随半导体激光器的初始驱动之后的ACC方法而被驱动，这样驱动电流值逐渐增加，然后此后通过APC方法驱动。

半导体激光器的驱动电流/光输出性能由于自热等而改变。因此，认识到：其中驱动电流被控制成恒定的ACC驱动方法具有在激光器打开之后光输出改变的缺点。该缺点特别是在高输出半导体激光器中显著地发生。相似地，该缺陷在其中安装有多个半导体激光器的激光器设备中显著发生。此外，蓝紫GaN型半导体激光器具有更差的照明效率，且产生比红色激光器更多的热量。因此，在蓝紫色GaN型半导体激光器中所述光输出更显著地改变。

有鉴于这些情况，APC驱动方法通常用于活动稳定的光输出。在APC驱动方法中，所述驱动电流这样被控制：让半导体激光器所发射的激光束的一部分进入监测的光电检测器；和产生反馈回路，这样与半导体激光器的光输出成比例产生的监测电流变得恒定。

但是，在APC驱动方法中，所发射的光的一部分用作至反馈回路的输入，导致将被用于特定目的的光量减少。此外，必须需要额外的成本来提供光量反馈回路电路。

此外，在APC方法中，存在这种光输出将在特定的条件下变得不稳定的问题。即，半导体激光器通常由容纳在罐型封装之内的半导体激光器芯片构成。用于检测朝向半导体芯片的后部发射的光的监测光电检测器也容纳在所述封装中。所述APC方法通常通过利用监测光电检测器来实现，以获得稳定的光输出。但是，存在其中光输出不稳定的情况，甚至在采用APC驱动方法的情况下，特别是当半导体激光器是高输出激光器时，例如GaN型半导体激光器。

这是因为放置在半导体激光芯片附近的光电检测器(例如光电二极管)的量子效率由于半导体激光器芯片所产生的热而改变。相应地，光电检测器的光输入量/输出性能改变。在这种情况下，即使利用如下的驱动方法也难于稳定光输出，所述驱动方法利用在日本未审查专利出版物No.2001-267669中所公开的ACC驱动方法和APC驱动方法。

同时，在例如如上所述的激光曝光设备中，半导体激光器的光输出是确定曝光过程所用的时间的一个因素。因此，需要以低成本获得稳定的高输出激光束。但是，在ACC驱动方法被用于获得稳定的光输出的情况下，激光曝光设备必须等待直到半导体激光器的温度在它们被打开之后稳定。这产生了制造时间的损失，由此增加了激光曝光设备的产距时间。产距时间的增加恶化了曝光工艺的生产率。

将半导体激光器恒定地保持在ON状态中可以考虑作为消除前述等待状态所造成的时间损失的方法。但是激光器的寿命由它们发射光的时间量来确定。因此，半导体激光器的有效寿命减小一段时间量，即它们处于ON状态且没有被用于执行曝光工艺的一段时间量。例如，在激光器被用于曝光的时间在激光器处于ON状态的总时间的百分比是50％的情况下，半导体激光器的寿命减小大约1/2。

有鉴于前述的情况研发本发明。本发明的目的是提供一种用于驱动半导体激光器的方法和设备，使得能够简单地、以低成本和短启动时间来获得稳定的高输出激光束。