[发明专利]使用内部激光调制的立体光刻系统和方法

权利要求书

1.一种通过使用具有Q开关和激光二极管组件的二极管泵浦倍频固态（DPFMSS）激光器来由建造材料形成三维对象的方法，所述方法包括：

通过使用Q开关的脉冲宽度调制或激光二极管组件的电流调制，来通过内部调制控制DPFMSS激光器，以生成包括激光脉冲的激光波束，所述激光脉冲具有定义激光波束功率的选定能量，所述选定能量基于用于建造三维对象的建造指令；

在外部光路上从激光器向扫描系统引导激光波束，而不在外部光路之内执行外部调制；

通过使用扫描系统，来将激光波束引导到建造材料上的焦点位置，以在其中形成针，以基于建造指令来定义建造层；以及

重复建造层形成，以由建造材料形成三维对象，同时调整激光波束功率和焦点位置，以校正激光波束功率和焦点位置的变化。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，

DPFMSS激光器由电流调制控制，并且进一步包括：

以固定频率操作Q开关；

监控激光波束功率；以及

基于监控的激光波束功率的量，来控制对激光二极管组件的电流调制的量。

3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：

将激光波束的一部分偏转到激光功率计；以及

生成代表激光波束功率的电信号，并向配置成控制激光波束功率的控制器提供电信号。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，

调整焦点位置包括：

监控焦点位置；以及

控制扫描系统以基于建造指令来针对焦点位置的变化而调整。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，

DPFMSS激光器的控制采用了脉冲宽度调制，并且进一步包括：

用0%和99.9%之间的占空比来执行脉冲宽度调制；以及

向激光二极管组件提供基本上恒定的电流。

6.一种用于由建造材料形成三维对象的立体光刻系统，其包括：

二极管泵浦倍频固态（DPFMSS）激光器，其具有Q开关和激光二极管组件，并被配置成生成具有激光脉冲的激光波束；

控制器，具有用于建造三维对象的建造指令，其中建造指令定义激光脉冲中选定量的能量，控制器被配置成使DPFMSS激光器在电流调制模式下操作，以向激光脉冲提供选定量的能量；

扫描系统，其布置成在外部光路上从DPFMSS激光器接收激光波束，所述外部光路不包括外部调制系统，扫描系统被配置成将激光波束引导到建造材料上的焦点位置，以在其中形成针，以基于建造指令来定义建造层；

激光功率计，其被配置成测量激光波束中的功率的量，并向控制器提供代表激光波束功率的量的电信号，控制器被配置成调整提供到激光二极管组件的电流的量，以针对激光波束功率的变化而调整。

7.根据权利要求6所述的系统，进一步包括：

光偏转构件，其被配置成将在外部光路之内行进的激光波束的一部分偏转到激光功率计。

8.根据权利要求6所述的系统，进一步包括：

激光焦点位置探测器，其布置成与建造表面光学连通，以探测建造表面上的焦点位置，并向控制器提供代表焦点位置的电信号，控制器被配置成调整扫描系统，以针对焦点位置的变化而调整。

9.一种用于由建造材料形成三维对象的立体光刻系统，其包括：

二极管泵浦倍频固态（DPFMSS）激光器，其具有Q开关和激光二极管组件，并被配置成生成具有激光脉冲的激光波束；

控制器，其具有用于建造三维对象的建造指令，其中建造指令定义激光脉冲中的选定量的能量，控制器被配置成使DPFMSS激光器在脉冲宽度调制模式下操作，以向激光脉冲提供选定量的能量；以及

扫描系统，其布置成在外部光路上从DPFMSS激光器接收所述激光波束，所述外部光路不包括外部调制系统，扫描系统被配置成将激光波束引导到建造材料上的焦点位置，以在其中形成针，以基于建造指令来定义建造层。

10.根据权利要求9所述的系统，进一步包括：

控制器，其被配置成向激光二极管组件提供基本上恒定的电流，同时用0%和99.9%之间的占空比来执行脉冲宽度调制。