[发明专利]用于激光加工滚筒表面的方法和设备

摘要

一种使滚筒表面曝光在来自脉冲激光源的具有适当能量密度的构图照射下以造成表面烧蚀而形成密集规则的三维微观结构阵列的方法包括以下步骤：相对于目标区定位掩膜，该掩膜具有在一条线上的多个按照固定间距的特征；通过掩膜投影均匀的线状激光束以投影由该掩膜上的多个特征构成的图像到目标区；在掩膜和目标区之间缩小光束所携的图像；定位滚筒表面在目标区中以便烧蚀；连续转动滚筒，从而该表面在垂直于滚筒转动轴的第一方向上移动并同时使该投影光束相对滚筒在平行于滚筒转动轴的第二方向上移动；使投影的微观结构阵列倾斜，以对应于激光束在滚筒表面上所沿着的螺旋路径；与滚筒在目标区内的准确角位相关地控制脉冲激光器的发射。还描述了一种执行该方法的设备。

主权项

一种按照连续螺旋形路径使圆柱形滚筒的表面曝光在来自脉冲激光源的照射下以实现表面烧蚀从而在该表面上形成由重复的三维微观结构构成的阵列的方法，包括以下步骤：通过激光器产生辐射脉冲；提供具有第一轴和第二轴的矩形掩膜，该掩膜具有在一条平行于其第一轴的线中的多个按照固定间距的特征，该固定间距对应于要形成的三维微观结构的间距或与之成比例，在该线中的特征对应于所述立体微观结构的不同深度轮廓，这些深度轮廓共同限定出完整的微观结构；相对于一个投影透镜定位该掩膜，其中，其第一轴基本平行于该滚筒的转动轴，其第二轴基本平行于该滚筒的转动方向；使该掩膜曝光在矩形激光束下，从而其所有特征均曝光在激光束下；通过投影透镜将包含掩膜上的多个特征的图像投影到滚筒表面的目标区上；使该滚筒绕其轴转动；使该投影透镜和该掩膜相对于该滚筒在基本平行于滚筒转动轴的方向上移动，从而在该滚筒每转动一整圈后，该投影透镜和该掩膜移动了等于该微观结构阵列的在平行于该滚筒转动轴的方向上的该固定间距的距离，所述多个特征由此被相继曝光到相同目标区，从而形成该微观结构的不同深度的轮廓；与该转动滚筒的角位相关地控制激光脉冲的时刻，从而当无论何时该滚筒表面上的目标区已在转动方向上移动了对应于该微观结构阵列的重复间距的距离时发送激光脉冲，从而在该滚筒转动每圈后，全部的微观结构重复间距纳入到围绕滚筒的螺旋形路径中。