标准工具以及在标准工具上形成单元的系统和方法

专利名称：标准工具以及在标准工具上形成单元的系统和方法
标准工具以及在标准工具上形成单元的系统和方法
背景技术：
已采用诸如喷砂处理、放电紋理化(EDT)、化学腐蚀和机械刻模等方法 在标准工具上形成紋理。然而，采用前述方法的制造者不能够形成下述单 元(i)开口尺寸在10-100微米范围内，和(ii)高宽比小于或等于1.25，其中
高宽比是单元开口的尺寸除以单元的深度，这是用于在膜上形成紋理的标 准工具所需要的。
因而，本申请的发明人认识到需要在标准工具上形成单元的改进系统 和方法，所述单元具有10-100微米的开口尺寸和小于或等于1.25的高宽比。

发明内容
根据示范性实施方式提供在标准工具上形成单元的方法。该方法包括 在第 一预定时间间隔内由激光器发射第 一激光脉冲，以使第 一激光脉冲的 至少一部分在标准工具上形成单元。该单元具有10-100微米的开口尺寸和 小于或等于1.25的高宽比。
根据另 一 示范性实施方式提供在标准工具上形成单元的系统。该系统 包括经配置在第 一预定时间间隔内发射第 一激光脉冲的激光器，以使第一 激光脉冲的至少一部分在标准工具上形成单元。该单元具有10-100微米的 开口尺寸和小于1.25的高宽比。
根据另一示范性实施方式提供标准工具。该标准工具包括具有至少一 个单元的圆柱形辊。该单元具有10-100微米的开口尺寸和小于或等于1.25 的高宽比。
根据另一示范性实施方式提供标准工具。该标准工具包括具有至少一 个单元的平板构件。该单元具有10-100微米的开口尺寸和小于或等于1.25
的高宽比。


图1是根据示范性实施方式通过单元几何不规则化在标准工具上形成多个单元的系统的示意图2是具有未经单元几何不规则化的六方密堆图案的标准工具上多个 单元的示意图3是具有经过单元几何不规则化的六方密堆图案的标准工具上多个 单元的示意图4是图1所示系统中用于在标准工具上形成单元的示范性激光脉冲 功率级的示意图5是形成在标准工具上的多个单元的单元开口尺寸示范性分布的示
意图6是形成在标准工具上的多个单元的单元开口尺寸另一示范性分布 的示意图7是标准工具外表面上激光脉沖的示范性焦点的示意图8是标准工具的一部分的截面示意图，示例通过图7所示的激光脉 沖在标准工具上形成的单元；
图9是标准工具外表面上另 一激光脉冲的另 一示范性焦点的示意图IO是标准工具的一部分的截面示意图，示例通过图9所示的激光脉 沖在标准工具上形成的单元；
图11是使用YAG激光器在标准工具上形成多个单元的图1所示系统 的示范性操作参数列表；
图12是使用镱光纤激光器在标准工具上形成多个单元的图l所示系统 的替换性实施方式的示范性操作参数列表；
图13-17是根据另一示范性实施方式使用图1所示系统在标准工具上 形成多个单元的方法的流程图18是根据另一示范性实施方式通过单元布局不规则化在标准工具上 形成多个单元的系统的示意图19是经过单元布局不规则化的标准工具上多个单元的示意图20是图18所示系统用于在标准工具上形成多个单元的多个幅值的 示意图21是利用图20所示多个幅值在标准工具上形成的多个单元的单元 布局误差示范性分布的示意图22是图18所示系统用于在标准工具上形成多个单元的另外多个幅值的示意图23是利用图22所示多个幅值在标准工具上形成的多个单元的单元 布局误差另 一示范性分布的示意图24示例多个示范性布局轨迹，设置在标准工具上的多个单元的中心 点位于所述布局轨迹上；
图25示例另外多个示范性布局轨迹，设置在标准工具上的多个单元的 中心点位于所述布局轨迹上；
图26-30是根据另一示范性实施方式利用图18所示系统在标准工具上 形成多个单元的方法的流程图31是根据另一示范性实施方式通过单元布局不规则化和单元几何不 规则化在标准工具上形成多个单元的系统的示意图32是经过单元布局不规则化和单元几何不规则化的标准工具上多个 单元的示意图；图33-38是根据另一示范性实施方式利用图31所示的系统在标准工具 上形成多个单元的方法的流程图39是根据另一示范性实施方式在标准工具上形成多个单元的系统的 示意图；和
图40-41是根据另一示范性实施方式利用图39所示的系统在标准工具 上形成多个单元的方法的流程图。
具体实施例方式
参考图1,提供在标准工具24上形成多个单元的系统20。将单元定义 为从标准工具的外表面延伸到标准工具中的凹腔。各单元具有高宽比，高 宽比定义为单元的深度除以单元开口的尺寸。标准工具定义为具有多个单 元的任意工具，所述多个单元经配置在另一种材料上形成紋理表面。例如，
的形状或构造可根据预期用途而改变。在所示示范性实施方式中，标准工 具24包括圓柱形辊。在可供选择的示范性实施方式中，标准工具包括平板 (未示出)。在一种示范性实施方式中，标准工具由钢制成并具有铬制外表面。 在另一示范性实施方式中，标准工具由钢制成并具有陶瓷外表面。系统20 的优势在于，该系统20采用几何不规则化方法，通过改变接触标准工具24的激光脉冲的功率级，来改变形成在标准工具24上的单元的高宽比。因而，
标准工具24具有紋理表面，该紋理表面可形成没有上述不期望获得的带和 图案的紋理膜。该系统20包括激光器30，电源32,光线衰减装置34，信 号发生器35，反射镜36、 38、 40，聚焦透镜42,输运装置44，聚焦装置 46,电动机48,位置传感器50和控制器52。
设置激光器30以产生用于在标准工具24上形成多个单元的多个激光 脉沖。在所示示范性实施方式中，激光器30包括单模Q-开关YAG激光器。 应当指出的是，在替换性实施方式中，激光器30可包括能够在标准工具上 形成单元的任意已知的激光器。例如，在替换性实施方式中，激光器30包 括单模连续式镱光纤激光器。经由来自控制器52的控制信号控制激光器30。 此外，激光器30从电源32获得电力。激光器30包括YAG室60,反射镜 62、 64，挡板66， Q开关70和经配置容纳前述部件的外壳72。
设置YAG室60以响应从电源32获得的电力产生激光束。光穿过具有 通孔68的挡板66传播。穿过孔68的光束的直径和振型(mode shape)基本取 决于孔68的直径。在一种示范性实施方式中，孔68的直径为1毫米。显 然，孔68还可具有小于或大于1毫米的直径。响应从控制器52接收控制 信号的Q-开关70，通过Q-开关70将激光束间歇式转换为到达反射镜62的 激光脉沖。如本领域技术人员所知，反射镜62、反射镜64和YAG室60用 于产生连续激光束。挡板66中的孔68控制激光束的振型、尺寸和质量。Q 开关70用于朝向光线衰减装置34发射强度较高的激光脉沖，而不是连续 激光束。
设置信号发生器35,以生成多个幅值，所述幅值被控制器52接收并随 后用于促使光线衰减装置34改变用于在标准工具24上形成多个单元的激 光脉冲的功率级。应当指出的是，可通过改变激光脉冲的功率级，来改变 标准工具24上形成的单元的单元开口尺寸和单元深度。
设置光线衰减装置34，以根据来自控制器52的控制信号使从激光器 30接收的多个激光脉沖的功率级衰减。具体地，光线衰减装置34从激光器 30接收一定功率级的各激光脉冲，并基于来自控制器35的控制信号使激光 脉沖衰减至另 一功率级。光线衰减装置34设置在激光器30和反射镜36之 间。参考图4,光线衰减装置34使激光脉冲96、 98、 100的功率级在最大 功率级(P n)和最小功率级(P最小)之间变化。
7再次参考图1,设置反射镜36以从光线衰减装置34接收激光脉冲并将 激光脉冲反射至反射镜38。在所示实施方式中，反射镜36为固定反射镜。 然而，在替换性实施方式中，反射镜36配置为可移动反射镜，该可移动反 射镜的位置可根据来自控制器52的控制信号而改变，从而改变朝向反射镜 38的反射激光脉冲的方向。
设置反射镜38以接收来自反射镜36的激光脉沖并将激光脉沖反射至 反射镜40。在所示实施方式中，反射镜38为固定反射镜。然而，在替换性 实施方式中，反射镜38配置为可移动反射镜，该可移动反射镜的位置可根 据来自控制器52的控制信号而改变，从而改变朝向反射镜40的反射激光 脉沖的方向。
设置反射镜40以接收来自反射镜38的激光脉冲并将激光脉冲反射至 聚焦透镜42。反射镜40连接在输运装置44上，输运装置44使反射镜40 大致平行于标准工具46 /人标准工具24的一端25移动到另一端26。
设置光学部件例如聚焦透镜42，以接收来自反射镜40的多个激光脉沖 并使各激光脉沖聚焦。在一种示范性实施方式中，聚焦透镜具有40毫米的 焦距。在替换性实施方式中，聚焦透镜42具有50毫米和80毫米的焦距。 显然，聚焦透镜42可具有介于40毫米和80毫米之间、或小于40毫米、 或大于80毫米的焦距。显然，在替换性实施方式中，光学部件可以是具有 将激光脉沖聚焦在标准工具上的功能的一组或一系列透镜。此外，光学部 件可包括具有预定小面的光纤(未示出)，光纤将激光脉沖输送至标准工具， 以在标准工具上形成单元。
设置聚焦装置46以朝向标准工具24向内或向外移动反射镜40,来根 据来自控制器52的控制信号，相对于标准工具24调整激光脉冲的焦点。 聚焦装置46物理连接在输运装置44和聚焦透镜42上并电连接在控制器52 上。参考图7和图8，在操作过程中，聚焦装置46可将聚焦透镜移至第一 位置(F1),从而聚焦透镜42使激光脉冲130聚焦到焦点132，焦点132处于 标准工具24内的预定最佳深度。激光脉冲130在标准工具24上形成具有 宽度(W1)和深度(D1)的单元150,其中高宽比较高。参考图9和图10，在 操作过程中，聚焦装置46可将聚焦透镜42移至另一位置(F2)，从而聚焦透 镜42使激光脉冲140聚焦到焦点142，焦点142处于标准工具24内另 一预 定深度。激光脉沖140在标准工具24上形成具有宽度(W2)和深度(D2)的单元152，其中宽度(W2)大于宽度(W1)，深度(D2)小于深度(D1)。
参考图1，设置输运装置44，以根据来自控制器52的控制信号将反射 镜40、聚焦装置46和聚焦透镜42从标准工具24的一端25移至另 一端26。 应当指出的是，在操作过程中，当输运装置44相对于标准工具24停在某 一位置时，可使标准工具24转动，从而在输运装置44相对于标准工具24 移至另一位置之前，激光脉沖可围绕标准工具24的周边形成多个单元。显 然，在替换性实施方式中，可通过使输运装置44相对于标准工具24连续 步进，实现围绕标准工具24形成多个单元。在替换性实施方式中，可沿螺 旋轨迹而不是沿环形轨迹在标准工具24上形成多个单元。输运装置44物 理连接在反射镜40、聚焦装置46和聚焦透镜42上并电连接在控制器52上。 应当指出的是，在替换性实施方式中，激光器72和光线衰减装置34 可直接连接在输运装置44上。在该替换性实施方式中，激光器72向光线 衰减装置34发射激光脉冲，光线衰减装置34进一步将激光脉沖引向聚焦 透镜42。聚焦透镜42将激光脉沖引向标准工具24,从而在标准工具24上 形成单元。
设置电动机48以响应来自控制器52的控制信号使标准工具24以预定 的速度围绕轴49转动。电动机48物理连接在标准工具24上并电连接在控 制器52上。
设置位置传感器50以生成指示标准工具24转动位置的信号。位置传 感器50物理连接在标准工具24上并电连接在控制器52上。
设置控制器52以控制用于在标准工具24上形成多个单元的系统20的 部件的操作。具体地，配置控制器52以控制激光器30、输运装置44、聚 焦装置46和电动机48的操作。进一步配置控制器52，以从信号发生器35 接收幅值，来控制光线衰减装置34,从而改变装置34发出的激光脉沖的功 率级。进一步配置控制器52以从位置传感器50接收位置信号，可使用位 置传感器50将单元精确定位在标准工具24上的预期转动位置。控制器52 包括中央处理器(CPU)、计算机可读介质(例如只读存储器(ROM)、随机存取 存储器(RAM))和输入-输出(I/0)界面(未示出)。CPU执行存储在计算机可读 介质中的软件算法，来实现以下结合系统2 0所述的控制方法。
参考图3,对标准工具上经过单元几何不规则化的多个单元的布置进行 简要说明。单元几何不规则化是指使用具有不同功率级的激光脉沖按照预定分布形成具有不同高宽比(例如不同的单元开口尺寸、不同的单元深度或 二者)的单元的方法。如图所示，在进行单元几何不规则化的情况下，标准
工具上多个单元82具有不同的单元开口尺寸。具体地，中心沿轨迹84的 单元81、 82、 83具有不同的单元开口尺寸。应当指出的是，出于简化的目 的，以2维视图示出轨迹84。此外，中心沿轨迹88的单元85、 86、 87具 有不同的单元开口尺寸。与之相对，参考图2，在未经单元几何不规则化的 情况下，标准工具上多个单元80可具有基本相同的单元开口尺寸。此外， 应当指出的是，可根据所需的光学性质，改变单元的堆积图案。例如，堆 积图案可以是四方堆积图案、面心立方堆积图案、六方堆积图案或前述堆 积图案的任意组合。
参考图5，图表110示出了可使用系统20得到的标准工具上单元开口 尺寸的示范性分布。具体地，矩形条112表明标准工具上12%的单元具有 15微米的单元开口尺寸。此外，图表110示出了功率级为P1—1的激光脉冲 用于形成单元开口尺寸为15微米的各单元。图表110还表明幅值Sl一l用 于促使光线衰减装置34输出功率级为PI—1的激光脉沖。
此外，具体地，矩形条114表明标准工具上7%的单元具有25微米的 单元开口尺寸。此外，图表110示出了功率级为P1—11的激光脉冲用于形 成单元开口尺寸为25微米的各单元。图表IIO还表明幅值S1—11用于促使 光线衰减装置34输出功率级为Pl_ll的激光脉冲。
参考图6，图表120示出了可使用系统20得到的标准工具上单元开口 尺寸的另一示范性分布。具体地，矩形条122表明标准工具上23%的单元 具有15微米的单元开口尺寸。此外，图表120示出了功率级为P2J'的激 光脉冲用于形成单元开口尺寸为15微米的各单元。图表120还表明幅值 S2—1用于促使光线衰减装置34输出功率级为P2—1的激光脉冲。
此外，具体地，矩形条124表明标准工具上5%的单元具有18微米的 单元开口尺寸。此外，图表120示出了功率级为P2—4的激光脉冲用于形成 单元开口尺寸为18微米的各单元。图表120还表明幅值S2—4用于促使光 线衰减装置34输出功率级为P2一4激光脉沖。
参考图ll,表160示出了与用于在标准工具24上形成多个单元的系统 20相关的以实验为依据确定的操作参数。此外，所述操作参数与在标准工 具24的铬制表面上形成单元相关。此外，使用YAG激光器确定所述操作参数。具体地，表160表明在采用下述操作参数时，可形成单元开口尺寸
为10-25微米、高宽比为0-1.25的单元(i)聚焦透镜42的焦距等于40毫米， (ii)到达标准工具的激光脉沖的平均功率为1-5瓦，(iii)激光脉沖宽度等于6.1 微秒，以及(iv)在标准工具上焦点位置的工作范围为士30微米。工作范围表 示聚焦透镜和标准工具表面之间距离(例如图7中的距离Fl)的公差范围， 在该公差范围内将保持单元的均一性和完整性。
表160还表明在采用下述操作参数时，在标准工具24上可形成单元开 口尺寸为15-35微米、高宽比为0-1.0的单元(i)聚焦透镜42的焦距等于 50毫米，(ii)激光脉沖的平均功率为3-8瓦，(iii)激光脉沖宽度等于6.1微秒， 以及(iv)在标准工具上焦点位置的工作范围为± 60微米。
表160还表明在采用下述操作参数时，可形成单元开口尺寸为25-50 微米、高宽比为0-0.9的单元(i)聚焦透镜42的焦距等于80毫米，(ii)激光 脉冲的平均功率为6-10瓦，(iii)激光脉沖宽度等于6.1微秒，以及(iv)在标 准工具上焦点位置的工作范围为士 100微米。
表160还表明在釆用下述操作参数时，可形成单元开口尺寸为50-100 微米、高宽比为0-0.5的单元(i)聚焦透镜42的焦距等于80毫米，(ii)利用 多脉沖形成单元，激光脉冲的平均功率为10-20瓦，(iii)激光脉冲宽度等于 8.3微秒，以及(iv)在标准工具上焦点位置的工作范围为士 IOO微米。
参考图12,表170示出了与用于在陶瓷标准工具上形成多个单元的系 统20相关的以实验为依据确定的操作参数。此外，使用镱光纤激光器代替 激光器30确定所述操作参数。具体地，表170表明在采用下述操作参数时， 可形成单元开口尺寸为10-25微米、高宽比为0-1.25的单元(i)聚焦透镜 42的焦距等于40毫米，(ii)激光脉冲的平均功率为1-15瓦，(iii)激光脉冲宽 度等于2.8微秒，以及(iv)在标准工具上焦点位置的工作范围为士30微米。
表170还表明在采用下述操作参数时，可形成单元开口尺寸为15-35 微米、高宽比为0-1.0的单元(i)聚焦透镜42的焦距等于50毫米，(ii)平均 激光功率为5-25瓦，(iii)激光脉冲宽度等于3.3微秒，以及(iv)在标准工具 上焦点位置的工作范围为士60微米。
表170还表明在釆用下述操作参数时，可形成单元开口尺寸为25-50 微米、高宽比为0-0.9的单元(i)聚焦透镜42的焦距等于80毫米，(ii)激光 脉沖的平均功率为15-50瓦，(iii)激光脉冲宽度等于3.7微秒，以及(iv)在标准工具上焦点位置的工作范围为士 100微米。
表170还表明在采用下述操作参数时，可形成单元开口尺寸为50-100 微米、高宽比为0-0.5的单元:(i)聚焦透镜42的焦距等于80毫米，(ii)利用 多脉沖形成单元，激光脉冲的平均功率为50-100瓦，(iii)激光脉沖宽度等于 3.7微秒，以及(iv)在标准工具上焦点位置的工作范围为士 IOO微米。
现参考图13-17说明使用系统20在标准工具24上形成多个单元的方 法。具体地，出于简化的目的，该方法描述了使用系统20在标准工具24 上形成第一和第二单元的步骤。应当指出的是，步骤180-210描述了使用单 激光脉冲在标准工具24上形成各个单元。此外，步骤212-242为任选步骤， 仅在使用附加激光脉冲在标准工具24上形成第一和第二单元时釆用所述步 骤。此外，应当指出的是，当系统20在标准工具24上形成紋理表面时， 系统20采用类似于下述步骤的步骤在标准工具24上形成多个附加单元。
在步骤180中，控制器52促使电动机48转动标准工具24。
在步骤181中，位置传感器50生成指示标准工具24第一转动位置的 第一信号，该第一信号由控制器52接收。
在步骤182中，在标准工具24处于第一转动位置时，控制器52生成 幅度基于第一幅值的第二信号。第一幅值是与标准工具24的单元开口尺寸 范围内单元开口尺寸的预定分布相关的多个幅值之一。
在步骤184中，在标准工具24处于第一转动位置时，控制器52生成 第三信号，以促使激光器30朝向光线衰减装置34发射具有第一功率级的 第一激光脉沖
在步骤186中，光线衰减装置34响应第二信号使第一激光脉沖衰减至 第二功率级。
在步骤188中，反射镜36将第一激光脉冲反射至反射镜38。 在步骤190中，反射镜38将第一激光脉冲反射至反射镜40。 在步骤192中，反射镜40将第一激光脉沖反射至聚焦透镜42。 在步骤194中，聚焦透镜42将第一激光脉冲聚焦在标准工具24的第
一位置上，从而第一激光脉冲在标准工具24上的第一位置处形成具有第一
单元开口尺寸的第一单元。
在步骤196中，位置传感器50生成指示标准工具24的第二转动位置
的第四信号，该第四信号由控制器52接收。
12在步骤198中，在标准工具24处于第二转动位置时，控制器52生成 幅度基于第二幅值的第五信号以控制光线衰减装置34。第二幅值是与单元 开口尺寸的预定分布相关的多个幅值之一。
在步骤200中，在标准工具24处于第二转动位置时，控制器52生成 第六信号，以促使激光器30朝向光线衰减装置34发射具有第三功率级的 第二激光脉冲。
在步骤202中，光线衰减装置34响应第五信号使第二激光脉沖衰减至 第四功率级。
在步骤204中，反射镜36将第二激光脉冲反射至反射镜38。 在步骤206中，反射镜38将第二激光脉冲反射至反射镜40。 在步骤208中，反射镜40将第二激光脉沖反射至聚焦透镜42。 在步骤210中，聚焦透镜42将第二激光脉沖聚焦在标准工具24的第
二位置上，从而第二激光脉沖在标准工具24上的第二位置处形成具有第二
单元开口尺寸的第二单元。
在步骤212中，位置传感器50生成指示标准工具24第一转动位置的
第七信号，该第七信号由控制器52接收。
在步骤214中，在标准工具24处于第一转动位置时，控制器52生成
幅度基于第一幅值的第八信号以控制光线衰减装置34，该第一幅值与单元
开口尺寸的预定分布相关。
在步骤216中，在标准工具24处于第一转动位置时，控制器52生成
第九信号，以促使激光器30朝向光线衰减装置34发射具有第五功率级的
第三激光脉沖。
在步骤218中，光线衰减装置34响应第八信号使第三激光脉沖衰减至 第六功率级。
在步骤220中，反射镜36将第三激光脉冲反射至反射镜38。 在步骤222中，反射镜38将第三激光脉冲反射至反射镜40。 在步骤224中，反射镜40将第三激光脉冲反射至聚焦透镜42。 在步骤226中，聚焦透镜42将第三激光脉沖聚焦在标准工具24的第
一位置上，从而第三激光脉沖进一步形成第一单元。
在步骤228中，位置传感器50生成指示标准工具24的第二转动位置
的第十信号，该第十信号由控制器52接收。在步骤230中，在标准工具24处于第二转动位置时，控制器52生成 幅度基于第二幅值的第十一信号以控制光线衰减装置34，该第二幅值与单 元开口尺寸的预定分布相关。
在步骤232中，在标准工具24处于第二转动位置时，控制器52生成 第十二信号，以促使激光器30朝向光线衰减装置34发射具有第七功率级 的第四激光脉沖。
在步骤234中，光线衰减装置34响应第十一信号使第四激光脉沖衰减 至第八功率级。
在步骤236中，反射镜36将第四激光脉冲反射至反射镜38。 在步骤238中，反射镜38将第四激光脉沖反射至反射镜40。 在步骤240中，反射镜40将第四激光脉冲反射至聚焦透镜42。 在步骤242中，聚焦透镜42将第四激光脉冲聚焦在标准工具24的第
二位置上，从而第四激光脉沖进一步形成第二单元。步骤242之后，该方
法结束。
参考图18，提供用于在标准工具254上形成多个单元的系统250。系 统250的优势在于，该系统250采用单元布局不规则化方法，就环形轨迹 而言，通过改变接触标准工具的激光脉冲的位置，来改变标准工具上单元 相对于环形4九迹的布局。因此，标准工具254具有紋理表面，该紋理表面 可形成没有上述不期望获得的带和图案的紋理膜。系统250包括激光器260， 电源262,反射镜264、 266、 268,信号发生器270,驱动器272，聚焦透 镜274，输运装置276，聚焦装置278，电动机280,位置传感器282和控 制器284。
设置激光器260以产生用于在标准工具254上形成多个单元的多个激 光脉沖。在所示示范性实施方式中，激光器260包括结构基本与激光器30 相同的单模Q-开关YAG激光器。应当指出的是，在替换性实施方式中，激 光器260包括能够在标准工具上形成单元的任意已知的激光器。例如，在 替换性实施方式中，激光器260可包括单模连续式镱光纤激光器。经由来 自控制器284的控制信号控制激光器260。此外，激光器260从电源262获 得电力。
设置反射镜264,以接收来自激光器260的激光脉冲并将该激光脉沖反 射至反射镜266。在所示实施方式中，反射镜266为固定反射镜。然而，在替换性实施方式中，反射镜266配置为可移动反射镜，该可移动反射镜的 位置可根据来自控制器284的控制信号而改变，从而改变朝向反射镜266 的反射激光脉冲的方向。
设置反射镜266,以接收来自反射镜264的激光脉冲并将该激光脉沖反 射至反射镜268。在所示实施方式中，反射镜266为固定反射镜。然而，在 替换性实施方式中，反射镜266配置为可移动反射镜，该可移动反射镜的 位置可根据来自控制器284的控制信号而改变，从而改变朝向反射镜268 的反射激光脉冲的方向。
设置反射镜268，以接收来自反射镜266的激光脉冲并将激光脉冲反射 至聚焦透镜274。反射镜268连接在输运装置276上，输运装置276使反射 镜268大致平行于标准工具254从标准工具254的一端253移至另 一端255。 驱动器272可操作地连接在反射镜268上，设置驱动器272以根据来自控 制器284的控制信号使反射镜268转动到所需的操作位置。
设置信号发生器270以生成多个幅值，所述多个幅值由控制器284接 收并随后用于生成控制信号，以促使驱动器272将反射镜268移至所需的 操作位置，从而在标准工具254上的预期位置形成多个单元。应当指出的 是，可通过改变反射镜268的操作位置，来改变标准工具254上多个单元 的布局。
设置聚焦透镜274，以接收来自反射镜268的多个激光脉沖并聚焦各激 光脉冲。在一种示范性实施方式中，聚焦透镜274具有40毫米的焦距。在 替换性实施方式中，聚焦透镜274具有50毫米和80毫米的焦距。显然， 聚焦透镜274可具有介于40毫米和80毫米之间、或小于40毫米、或大于 80毫米的焦距。
设置聚焦装置278，以根据来自控制器284的控制信号朝向标准工具 254向上或向下移动反射镜268,从而相对于标准工具254调整激光脉冲的 焦点。聚焦装置278物理连接在输运装置276和聚焦透镜274上并电连接 在控制器284上。
设置输运装置276，以根据来自控制器284的控制信号将反射镜268、 聚焦装置278和聚焦透镜274从标准工具254的一端253移至另 一端255。 应当指出的是，在操作过程中，当输运装置276相对于标准工具254停在 某一轴向位置时，可使标准工具254转动，从而在输运装置276相对于标准工具254移至另一位置之前，激光脉沖可围绕标准工具254的周边形成 多个单元。输运装置276物理连接在反射镜268、聚焦装置278和聚焦透镜 274上，并电连接在控制器284上。
应当指出的是，在替换性实施方式中，激光器260直接连接在输运装 置276上。在该替换性实施方式中，激光器276向反射镜268发射激光脉 冲，反射镜268使激光脉冲对准聚焦透镜274。聚焦透镜274使激光脉沖对 准标准工具254以在标准工具254上形成单元。
设置电动机280以响应来自控制器284的控制信号使标准工具254以 预定的速度围绕轴257转动。电动机284物理连接在标准工具254上并电 连接在控制器284上。
设置位置传感器282以生成指示标准工具254转动位置的信号。位置 传感器282物理连接在标准工具254上并电连接在控制器284上。
设置控制器284以控制用于在标准工具254上形成多个单元的系统250 的部件的操作。具体地，配置控制器284以控制激光器260、输运装置276、 聚焦装置278和电动机280的操作。进一步配置控制器284,以接收来自信 号发生器270的幅值并生成促使驱动器272将反射镜268移至所需操作位 置的控制信号。通过改变幅值，改变反射镜262的位置，从而改变标准工 具254上多个单元的布局。进一步配置控制器284以接收来自位置传感器 282的位置信号，该位置传感器282可用于将标准工具254精确定位于所需 的转动位置。控制器284包括CPU、计算机可读介质例如ROM和RAM、 1/0界面(未示出)。CPU执行存储在计算机可读介质中的软件算法，从而实 现以下针对系统250所述的控制方法。
应当指出的是，尽管系统250通过调整反射镜268的操作位置来改变 标准工具254上的单元布局，然而，在替换性实施方式中，可使用一个或 多个驱动器(未示出)调整系统250内任意光学装置(例如激光器260，反射镜 264、 266，或者聚焦透镜274)的操作位置，来改变标准工具254上的单元 布局。
应当指出的是，在替换性实施方式中，固定装置(未示出)放置在激光脉 沖的光程中并使激光脉沖光学转向以改变标准工具254上的单元布局，而 不是使用可移动的光学部件(例如可移动反射镜)。这种固定装置的实例是使 所接收的激光脉冲沿特定方向衍射的声光调制器(AOM)。具体地，AOM接
16收激光脉冲并根据AOM接收的高频电信号控制激光脉沖衍射的模式和方 向。
参考图19，简要说明经过单元布局不规则化的标准工具上的多个单元。 单元布局不规则化是指如下方法改变激光脉冲接触标准工具的位置，从 而相对标准工具254上按照预定分布的环形轨迹以不同的位置误差距离形 成单元。如图所示，多个单元252接近围绕标准工具延伸的环形轨迹288 设置在标准工具上。应当指出的是，出于简化的目的，以二维视图示出环 形轨迹288。此外，多个单元252中每个单元的中心点设置在与环形轨迹 288相距预定位置误差距离的位置。例如，单元290的中心点292设置在与 环形轨迹288的位置误差距离为PED1的位置。此外，例如，单元296的中 心点298设置在与环形轨迹296的位置误差距离为PED2的位置。
参考图20，示出了可通过信号发生器270生成的多个幅值300。多个 幅值300中的每个幅值相应于单元相对预定环形轨迹的位置误差值。
参考图21，图表310示出了单元相对于标准工具的环形轨迹的示范性 单元位置误差分布，所述单元位置误差分布可利用多个幅值300获得。具 体地，矩形条312表明沿着标准工具的环形轨迹20%的单元具有-10微米的 位置误差距离。此外，图表310表明幅值S3—1用于促使驱动器272移动反 射镜268，以使被反射镜268反射的激光脉沖形成与各自的环形轨迹的位置 误差距离为-10微米的的单元。此外，矩形条316表明沿着标准工具的环形 轨迹20%的单元具有IO微米的位置误差距离。此外，图表310表明幅值 S3—11用于促使驱动器272移动反射镜268，以使被反射镜268反射的激光 脉沖形成与各自的环形轨迹的位置误差距离为10微米的单元。
参考图22,示出了可通过信号发生器270生成的多个幅值320。多个 幅值320中的每个幅值相应于单元相对预定环形轨迹的位置误差值。
参考图23,图表326示出了单元(具有20微米的单元开口尺寸)相对于 标准工具的环形轨迹的示范性单元位置误差分布，所述单元位置误差分布 可利用多个幅值320获得。具体地，矩形条328表明沿着标准工具的环形 轨迹9%的单元具有-10孩i米的位置误差距离。此外，图表326表明幅值S4—1 用于促使驱动器272移动反射镜268，以使被反射镜268反射的激光脉沖形 成与各自的环形轨迹的位置误差距离为-10微米的单元。此外，图表326表 明幅值S4 11用于促使驱动器272移动反射镜268，以使被反射镜268反射
17的激光脉冲形成与各自的环形轨迹的位置误差距离为IO微米的的单元。
参考图24,提供多条轨迹359，所述轨迹359用于示例采用单元布局 不规则化方法在标准工具254上形成的单元中心点的示范性定位。尽管多 条轨迹359在标准工具254周围延伸，但为了便于讨论以二维视图示出轨 迹359。还应当指出的是，轨迹359中的每一条轨迹延伸经过围绕标准工具 254间断设置的单元的中心点(未示出)。例如，轨迹360延伸经过围绕标准 工具254延伸的单元的中心点，该轨迹是将输运装置276相对于标准工具 254设置在第一轴向位置并使标准工具254转动360度时形成的。此外，例 如，轨迹362延伸经过围绕标准工具254延伸的单元的中心点，该轨迹是 将输运装置276相对于标准工具254设置在第二轴向位置并使标准工具254 转动360度时形成的。此外，例如轨迹364延伸经过围绕标准工具254延 伸的单元的中心点，该轨迹是将输运装置276相对于标准工具254设置在 第三轴向位置并使标准工具254转动360度时形成的。此外，轨迹366延 伸经过围绕标准工具254延伸的单元的中心点，该轨迹是将输运装置276 相对于标准工具254设置在第四轴向位置并使标准工具254转动360度时 形成的。
参考图25,提供多条轨迹379,所述轨迹379用于示例采用单元布局 不规则化方法在标准工具254的替换性实施方式上形成的单元中心点的另 一种示范性定位。尽管多条轨迹379在标准工具254周围延伸，但为了便 于讨论以二维视图示出轨迹379。轨迹379中相邻的轨迹之间具有变化的距 离。还应当指出的是，轨迹379中的每一条轨迹延伸经过围绕标准工具254 间断设置的单元的中心点(未示出)。例如，轨迹380延伸经过围绕标准工具 254延伸的单元的中心点，该轨迹是将输运装置276相对于标准工具254设 置在第一轴向位置并使标准工具254转动360度时形成的。此外，例如， 轨迹382延伸经过围绕标准工具254延伸的单元的中心点，该轨迹是将输 运装置276相对于标准工具254设置在第二轴向位置并使标准工具254转 动360度时形成的。此外，例如轨迹384延伸经过围绕标准工具254延伸 的单元的中心点，该轨迹是将输运装置276相对于标准工具254设置在第 三轴向位置并使标准工具254转动360度时形成的。此外，轨迹386延伸 经过围绕标准工具254延伸的单元的中心点，该轨迹是将输运装置276相 对于标准工具254设置在第四轴向位置并使标准工具254转动360度时形成的。
现参考图26-30，说明使用系统250在标准工具254上形成多个单元的 方法。具体地，出于简化的目的，该方法将描述使用系统250在标准工具 254上形成第一单元和第二单元的步骤。应当指出的是，步骤400-430描述 了使用单激光脉冲在标准工具254上形成各单元。此外，步骤432-462为任 选步骤，仅在使用附加激光脉冲在标准工具254上形成第一和第二单元时 采用所述步骤。此外，应当指出的是，当系统250在标准工具254上形成 紋理表面时，系统250采用类似于下述步骤的步骤在标准工具254上形成 多个附加单元。
在步骤400中，控制器284促使电动机280转动标准工具254。
在步骤401中，位置传感器282生成指示标准工具254第一转动位置 的第一信号，该第一信号由控制器284接收。
在步骤402中，在标准工具254处于第一转动位置时，控制器284生 成幅度基于第一幅值的第二信号。第一幅值是与标准工具254上单元的位 置误差距离范围内位置误差距离的预定分布相关的多个幅值之一。
在步骤404中，驱动器272响应第二信号将可移动反射镜268移至第 一操作位置。
在步骤406中，在标准工具254处于第一转动位置时，控制器284生 成第三信号，以促使激光器260发射具有第一功率级的第一激光脉冲。
在步骤408中，反射镜264将第一激光脉冲反射至反射镜266。
在步骤410中，反射镜266将第一激光脉冲反射至可移动反射镜268。
在步骤412中，在可移动反射镜268处于第一操作位置时将第一激光 脉沖反射至聚焦透镜274。
在步骤414中，聚焦透镜274将第一激光脉冲聚焦在标准工具254的 第一位置上，从而第一激光脉沖在标准工具254上的第一位置处形成具有 第一单元开口尺寸的第一单元。
在步骤416中，位置传感器282生成指示标准工具254的第二转动位 置的第四信号，该第四信号由控制器284接收。
在步骤418中，在标准工具254处于第二转动位置时，控制器284生 成幅度基于第二幅值的第五信号，以控制可移动反射镜268的位置。第二 幅值是与标准工具254上单元的位置误差距离的预定分布相关的多个幅值之一。
在步骤420中，驱动器272响应第五信号将可移动反射镜268移至第 二操作位置。
在步骤422中，在标准工具254处于第二转动位置时，控制器284生
成第六信号，以促使激光器260发射具有第二功率级的第二激光脉沖。 在步骤424中，反射镜264将第二激光脉沖反射至反射镜266。 在步骤426中，反射镜266将第二激光脉沖反射至可移动反射镜268。 在步骤428中，在可移动反射镜268处于第二操作位置时将第二激光
脉冲反射至聚焦透镜274。
在步骤430中，聚焦透镜274将第二激光脉沖聚焦在标准工具254的
第二位置上，从而第二激光脉沖在标准工具254上的第二位置处形成具有
第二单元开口尺寸的第二单元。
在步骤432中，位置传感器282生成指示标准工具254的第一转动位 置的第七信号，该第七信号由控制器284接收。
在步骤434中，在标准工具254处于第一转动位置时，控制器284生 成幅度基于第一幅值的第八信号以控制可移动反射镜268的位置，该第一 幅值与标准工具上单元的位置误差距离的预定分布相关。
在步骤436中，驱动器272响应第八信号将可移动反射镜268移至第 一操作位置。
在步骤438中，在标准工具254处于第一转动位置时，控制器284生 成第九信号，以促使激光器260发射具有第三功率级的第三激光脉沖。
在步骤440中，反射镜264将第三激光脉冲反射至反射镜266。
在步骤442中，反射镜266将第三激光脉冲反射至可移动反射镜268。
在步骤444中，在可移动反射镜268处于第一操作位置时将第三激光 脉沖反射至聚焦透镜274。
在步骤446中，聚焦透镜274将第三激光脉冲聚焦在标准工具254的 第一位置上，从而第三激光脉冲进一步形成第一单元。
在步骤448中，位置传感器282生成指示标准工具254的第二转动位 置的第十信号，该第十信号由控制器284接收。
在步骤450中，在标准工具254处于第二转动位置时，控制器284生 成幅度基于第二幅值的第十一信号以控制可移动反射镜268位置，该第二幅值与标准工具254上单元的位置误差距离的预定分布相关。
在步骤452中，驱动器272响应第十一信号将可移动反射镜268移至 第二操作位置。
在步骤454中，在标准工具254处于第二转动位置时，控制器284生
成第十二信号，以促使激光器260发射具有第四功率级的第四激光脉沖。 在步骤456中，反射镜264将第四激光脉沖反射至反射镜266。 在步骤458中，反射镜266将第四激光脉冲反射至可移动反射镜268。 在步骤460中，在可移动反射镜268处于第二操作位置时将第四激光
脉冲反射至聚焦透镜274。
在步骤462中，聚焦透镜274将第四激光脉冲聚焦在标准工具254的
第二位置上，从而第四激光脉冲进一步形成第二单元。步骤462之后，该
方法结束。
参考图31，提供用于在标准工具474上形成多个单元的系统470。系 统470的优势在于，该系统470采用单元布局不规则化和单元几何不规则 化相结合的方法，来根据第一和第二预定分布改变标准工具474上单元的 布局和单元的开口尺寸。因此，标准工具474具有紋理表面，该紋理表面 可形成没有上述不期望获得的带和图案的紋理膜。系统470包括激光器480， 电源482，光线衰减装置484，信号发生器486，反射镜488、 490、 492, 信号发生器494,驱动器496，聚焦透镜500,输运装置502,聚焦装置504， 电动机506，位置传感器508和控制器510。
设置激光器480以产生用于在标准工具474上形成多个单元的多个激 光脉沖。在所示示范性实施方式中，激光器480包括结构基本与激光器60 相同的单模Q-开关YAG激光器。应当指出的是，在替换性实施方式中，激 光器480可包括能够在标准工具上形成单元的任意已知的激光器。例如， 在替换性实施方式中，激光器480可包括单模连续式镱光纤激光器。经由 来自控制器510的控制信号控制激光器480。此外，激光器480从电源482 获得电力。
设置信号发生器486以生成多个幅值，所述多个幅值由控制器510接 收并随后用于促使光线衰减装置484改变用于形成多个单元的激光脉沖的 功率级。应当指出的是，可通过改变激光脉冲的功率级，来改变标准工具 474上形成的单元的单元开口尺寸和单元深度。
21设置光线衰减装置484，以基于来自控制器510的控制信号使从激光器 480接收的多个激光脉冲的功率级衰减。具体地，光线衰减装置484接收来 自激光器480的具有一定功率级的激光脉冲，并基于来自控制器510的控 制信号使该激光脉冲衰减至另一功率级。光线衰减装置484设置在激光器 480和反射4竟488之间。
设置反射镜488，以接收来自激光器480的激光脉冲并将该激光脉沖反 射至反射镜490。在所示实施方式中，反射镜488为固定反射镜。然而，在 替换性实施方式中，反射镜488配置为可移动反射镜，该可移动反射镜的 位置可根据来自控制器510的控制信号而改变，从而改变朝向反射镜490 的反射激光脉沖的方向。
设置反射镜490，以接收来自反射镜488的激光脉冲并将该激光脉沖反 射至反射镜492。在所示实施方式中，反射镜490为固定反射镜。然而，在 替换性实施方式中，反射镜490配置为可移动反射镜，该可移动反射镜的 位置可根据来自控制器510的控制信号而改变，从而改变朝向反射镜492 的反射激光脉沖的方向。
设置反射镜492,以接收来自反射镜490的激光脉沖并将该激光脉沖反 射至聚焦透镜500。反射镜492连接在输运装置502上，输运装置502使反 射镜492大致平行于标准工具474从标准工具474的一端473移至另一端 475。驱动器496可操作地连接在反射镜492上，设置驱动器496以根据来 自控制器510的控制信号使反射镜492转动到所需的操作位置。
设置信号发生器494以生成多个幅值，所述多个幅值由控制器510接 收并随后用于生成控制信号，以促使驱动器496将反射镜492移至所需的 操作位置，从而在标准工具474上的预期位置形成多个单元。应当指出的 是，可通过改变反射镜492的操作位置，来改变标准工具474上多个单元 的布局。
设置聚焦透镜500，以接收来自反射镜492的多个激光脉沖并聚焦各激 光脉沖。在一种示范性实施方式中，聚焦透镜500具有40毫米的焦距。在 替换性实施方式中，聚焦透镜500具有50毫米和80毫米的焦距。显然， 聚焦透镜500可具有介于40毫米和80毫米之间、或小于40毫米、或大于 80毫米的焦距。
设置聚焦装置504,以根据来自控制器510的控制信号朝向标准工具474向上或向下移动反射镜492，从而相对于标准工具474调整激光脉沖的 焦点。聚焦装置504物理连接在输运装置502和聚焦透镜500上并电连接 在控制器510上。
设置输运装置502，以根据来自控制器510的控制信号将反射镜492、 聚焦装置504和聚焦透镜500从标准工具474的一端473移至另 一端475。 应当指出的是，在操作过程中，当输运装置502相对于标准工具474停在 某一位置时，可使标准工具474转动，从而在输运装置502相对于标准工 具474移至另一轴向位置之前，激光脉沖可围绕标准工具474的周边形成 多个单元。输运装置502物理连接在反射镜492、聚焦装置504和聚焦透镜 500上，并电连接在控制器510上。
应当指出的是，在替换性实施方式中，激光器480和光线衰减装置484 直接连接在输运装置502上。在该替换性实施方式中，激光器480向光线 衰减装置484发射激光脉沖，光线衰减装置484使激光脉沖对准可移动反 射镜492。可移动反射镜492使激光脉沖对准聚焦透镜500。聚焦透镜500 使激光脉沖对准标准工具474以在标准工具474上形成单元。
设置电动机506以响应来自控制器510的控制信号使标准工具474以 预定速度围绕轴507转动。电动机506物理连接在标准工具474上并电连 接在控制器510上。
设置位置传感器508以生成指示标准工具474的转动位置的信号。位 置传感器508物理连接在标准工具474上并电连接在控制器510上。
设置控制器510以控制用于在标准工具474上形成多个单元的系统470 的部件的操作。具体地，配置控制器510以控制激光器480、输运装置502、 聚焦装置504和电动机506的操作。进一步配置控制器510，以接收来自信 号发生器494的幅值并生成促使驱动器496将反射镜492移至所需操作位 置的控制信号。通过改变幅值，改变反射镜492的位置，从而改变标准工 具474上多个单元的布局。此外，进一步配置控制器510以接收来自信号 发生器486的幅值，所述幅值用于控制光线衰减装置484以从改变装置484 射出的激光脉沖的功率级。通过改变从装置484射出的激光脉冲的功率级， 改变标准工具474上形成的单元的单元开口尺寸。进一步配置控制器510 以接收来自位置传感器508的位置信号，该位置传感器508可用于将标准 工具474精确定位在所需的转动位置。控制器510包括CPU、计算机可读介质例如ROM和RAM、 1/0界面(未示出)。CPU执行存储在计算机可读介 质中的软件算法，从而实现以下针对系统470所述的控制方法。
参考图32，简要说明标准工具474的区域上经过单元布局不规则化和 单元几何不规则化两者的多个单元的配置。如图所示，多个单元472接近 围绕标准工具474延伸的环形轨迹520设置在标准工具474上。应当指出 的是，出于简化的目的，以二维视图示出环形轨迹520。此外，多个单元 472中每个单元的中心点设置在与环形轨迹520相距预定位置误差距离的位 置。例如，单元522的中心点524设置在与环形轨迹520的位置误差距离 为PED3的位置。单元522还具有直径DIAM3。此外，例如，单元526的 中心点528设置在与环形轨迹520的位置误差距离为PED4的位置，位置误 差距离PED4小于位置误差距离PED3。单元526还具有直径DIAM4,单元 526的直径DIAM4大于单元522的直径DIAM3。
现参考图33-38,说明使用系统470在标准工具474上形成多个单元的 方法。具体地，出于简化的目的，该方法将描述使用系统470在标准工具 474上形成第一单元和第二单元的步骤。应当指出的是，步骤540-578描述 了使用单激光脉冲在标准工具474上形成各单元。此外，步骤580-618为任 选步骤，仅在使用附加激光脉沖在标准工具474上形成第一和第二单元时 采用所迷步骤。此外，应当指出的是，当系统470在标准工具474上形成 紋理表面时，系统470采用类似于下述步骤的步骤在标准工具474上形成 多个附加单元。
在步骤540中，控制器510促^f吏电动才几506转动标准工具474。
在步骤540中，位置传感器508生成指示标准工具474的第一转动位 置的第一信号，该第一信号由控制器510接收。
在步骤542中，在标准工具474处于第一转动位置时，控制器510生 成幅度基于第一幅值的第二信号。第一幅值是与标准工具474上单元的位 置误差距离范围内位置误差距离的第 一预定分布相关的多个幅值之一。
在步骤544中，驱动器496响应第二信号将可移动反射镜492移至第 一操作位置。
在步骤546中，在标准工具474处于第一转动位置时，控制器510生 成幅度基于第二幅值的第三信号。第二幅值是与标准工具474的单元开口 尺寸范围内单元开口尺寸的第二预定分布相关的多个幅值之一。
24在步骤548中，控制器510生成第四信号，以促使激光器480发射具 有第 一功率级的第 一激光脉沖。
在步骤550中，光线衰减装置484响应第三信号使第一激光脉冲衰减 至第二功率级。
在步骤552中，反射镜488将第一激光脉冲反射至反射镜490。 在步骤554中，反射镜490将第一激光脉沖反射至可移动反射镜492。 在步骤556中，在可移动反射镜492处于第一操作位置时将第一激光
脉沖反射至聚焦透镜500。
在步骤558中，聚焦透镜500将第一激光脉沖聚焦在标准工具474的
第一位置上，从而第一激光脉冲在标准工具474上的第一位置处形成具有
第一单元开口尺寸的第一单元。
在步骤560中，位置传感器508生成指示标准工具474的第二转动位
置的第五信号，该第五信号由控制器510接收。
在步骤562中，在标准工具474处于第二转动位置时，控制器510生
成幅度基于第三幅值的第六信号以控制可移动反射镜492的位置。第三幅
值是与标准工具474上单元的位置误差距离的第一预定分布相关的多个幅
值之一。
在步骤564中，驱动器496响应第六信号将可移动反射镜492移至第 二操作位置。
在步骤566中，在标准工具474处于第二转动位置时，控制器510生 成幅度基于第四幅值的第七信号以控制光线衰减装置484。第四幅值是与标 准工具474的单元开口尺寸范围内单元开口尺寸的第二预定分布相关的多 个幅值之一。
在步骤568中，在标准工具474处于第二转动位置时，控制器510生 成第八信号，以促使激光器480发射具有第三功率级的第二激光脉沖。
在步骤570中，光线衰减装置484响应第七信号使第二激光脉沖衰减 至第四功率级。
在步骤572中，反射镜488将第二激光脉冲反射至反射镜490。 在步骤574中，反射镜490将第二激光脉冲反射至可移动反射镜492。 在步骤576中，在可移动反射镜492处于第二操作位置时将第二激光 脉冲反射至聚焦透镜500。
25在步骤578中，聚焦透镜500将第二激光脉冲聚焦在标准工具474的 第二位置上，从而第二激光脉冲在标准工具474上的第二位置处形成具有 第二单元开口尺寸的第二单元。
在步骤580中，位置传感器508生成指示标准工具474的第一转动位 置的第九信号，该第九信号由控制器510接收。
在步骤582中，在标准工具474处于第一转动位置时，控制器510生 成幅度基于第一幅值的第十信号以控制可移动反射镜492的位置，该第一 幅值与标准工具474上单元的位置误差距离的第一预定分布相关。
在步骤584中，驱动器496响应第十信号将可移动反射镜492移至第 一操作位置。
在步骤586中，在标准工具474处于第一转动位置时，控制器510生 成幅度基于第二幅值的第十一信号以控制光线衰减装置484，该第二幅值与 标准工具474的单元开口尺寸范围内单元开口尺寸的第二预定分布相关。
在步骤588中，控制器510生成第十二信号，以促使激光器480发射 具有第五功率级的第三激光脉冲。
在步骤590中，光线衰减装置484响应第十一信号使第三激光脉冲衰 减至第六功率级。
在步骤592中，反射镜488将第三激光脉冲反射至反射镜490。
在步骤594中，反射镜490将第三激光脉冲反射至可移动反射镜492。
在步骤596中，在可移动反射镜492处于第一操作位置时将第三激光 脉冲反射至聚焦透镜500。
在步骤598中，聚焦透镜500将第三激光脉沖聚焦在标准工具474的 第一位置上，从而第三激光脉沖进一步形成第一单元。
在步骤600中，位置传感器508生成指示标准工具474的第二转动位 置的第十三信号，该第十三信号由控制器510接收。
在步骤602中，在标准工具474处于第二转动位置时，控制器510生 成幅度基于第三幅值的第十四信号以控制可移动反射镜492的位置，该第 三幅值与标准工具474上单元的位置误差距离的第一预定分布相关。
在步骤604中，驱动器496响应第十四信号将可移动反射镜492移至 第二位置。
在步骤606中，在标准工具474处于第二转动位置时，控制器510生成幅度基于第四幅值的第十五信号以控制光线衰减装置484，该第四幅值与
标准工具474的单元开口尺寸范围内单元开口尺寸的第二预定分布相关。 在步骤608中，控制器510生成第十六信号，以促使激光器480发射
具有第七功率级的第四激光脉冲。
在步骤610中，光线衰减装置484响应第十五信号使第四激光脉沖衰
减至第八功率级。
在步骤612中，反射镜488将第四激光脉沖反射至反射镜490。 在步骤614中，反射镜490将第四激光脉沖反射至可移动反射镜492。 在步骤616中，在可移动反射镜492处于第二操作位置时将第四激光
脉冲反射至聚焦透镜500。
在步骤618中，聚焦透镜500将第四激光脉冲聚焦在标准工具474的
第二位置上，从而第四激光脉冲进一步形成第二单元。在步骤618之后，
it方法结束。
参考图39，提供用于在标准工具632上形成多个单元的系统630。应 当指出的是，当在标准工具例如标准工具632上形成紋理表面时，本申请 的发明人证实了激光脉沖平均功率2%或以上的变化导致在标准工具上形 成具有不期望获得的可见图案的紋理表面。系统630的优势在于，在改变 系统630的其它操作参数以使激光脉冲保持在所需的平均功率范围内并使 平均功率的变化小于2%的情况下，该系统630还利用控制反馈回路调整光 线衰减装置644，以输出具有所需平均功率级的激光脉冲。
系统630包括激光器640，电源642，光线衰减装置644，功率监测传 感器646,反射镜648、 650、 652,聚焦透镜654，输运装置656,聚焦装 置658,电动机660,位置传感器662和控制器664。
设置激光器640,以生成用于在标准工具632上形成多个单元的多个激 光脉冲。在所示示范性实施方式中，激光器640包括基本与激光器60相同 的单模Q—开关YAG激光器。应当指出的是，在替换性实施方式中，激光器 640可包括能够在标准工具上形成单元的任意已知的激光器。例如，在替换 性实施方式中，激光器640可包括单模连续式镱光纤激光器。经由来自控 制器664的控制信号控制激光器640。此外，激光器640从电源642获得电 力。
设置光线衰减装置644，以根据来自控制器664的控制信号使从激光器640接收的多个激光脉沖的功率级衰减。具体地，光线衰减装置644从激光器640接收一定功率级的激光脉沖，并基于来自控制器664的控制信号使激光脉沖衰减至另一功率级。光线衰减装置644设置在激光器640和反射镜648之间。
设置功率监测传感器646,以监测从光线衰减装置644输出的多个激光脉沖的平均功率级。具体地，功率监测传感器646生成指示从光线衰减装置644输出的多个激光脉冲的平均功率级的信号，并将该信号传输至控制器644。配置控制器664以比较从功率监测传感器646接收的测量平均功率级信号和期望的基准平均功率级值。进一步配置控制器664以生成控制信
号，光线衰减装置664接收该控制信号以向着期望的基准平均功率级方向调整多个激光脉沖的平均功率级。
设置反射镜648以从光线衰减装置644接收激光脉冲并将该激光脉冲反射至反射镜650。在所示实施方式中，反射镜648为固定反射镜。然而，在替换性实施方式中，反射镜648配置为可移动反射镜，该可移动反射镜的位置可根据来自控制器664的控制信号而改变，从而改变朝向反射镜650的反射激光脉冲的方向。
设置反射镜650以接收来自反射镜648的激光脉沖并将该激光脉沖反射至反射镜652。在所示实施方式中，反射镜650为固定反射镜。然而，在替换性实施方式中，反射镜650配置为可移动反射镜，该可移动反射镜的位置可根据来自控制器664的控制信号而改变，从而改变朝向反射镜652的反射激光脉沖的方向。
设置反射镜652以接收来自反射镜650的激光脉沖并将该激光脉沖反射至聚焦透镜654。反射镜652连接在输运装置656上，输运装置656使反射镜652大致平行于标准工具632从标准工具632的一端631移至另一端633。
设置聚焦透镜654，以接收来自反射镜652的多个激光脉沖并使各激光脉沖聚焦。在一种示范性实施方式中，聚焦透镜654具有40毫米的焦距。在替换性实施方式中，聚焦透镜654具有50毫米和80毫米的焦距。显然，聚焦透镜654可具有介于40毫米和80毫米之间、或小于40毫米、或大于80毫米的焦距。
设置聚焦装置658以朝向标准工具632向上或向下移动反射镜652，来
28根据来自控制器664的控制信号，相对标准工具632调整激光脉冲的焦点。聚焦装置658物理连接在输运装置656和聚焦透镜654上并电连接在控制器664上。
设置输运装置656，以根据来自控制器664的控制信号将反射镜652、聚焦装置658和聚焦透镜654从标准工具632的一端631移至另 一端633。应当指出的是，在操作过程中，当输运装置656相对于标准工具632停在某一位置时，可使标准工具632转动，从而在输运装置656相对于标准工具632移至另一轴向位置之前，激光脉沖可围绕标准工具632的周边形成多个单元。输运装置656物理连接在反射镜652、聚焦装置658和聚焦透镜654上，并电连接在控制器664上。
设置电动机660以响应来自控制器664的控制信号使标准工具632以预定的速度围绕轴661转动。电动机660物理连接在标准工具632上并电连接在控制器664上。
设置位置传感器662以生成指示标准工具632转动位置的信号。位置传感器662物理连接在标准工具632上并电连接在控制器664上。
设置控制器664以控制用于在标准工具632上形成多个单元的系统630的部件的操作。具体地，配置控制器664以控制激光器640、光线衰减装置644、聚焦装置658和电动机660的操作。进一步配置控制器664，以接收来自功率监测传感器646的信号，控制器664利用该信号调整随后从激光器644或光线衰减装置644射出的激光脉沖。控制器664包括CPU、计算机可读介质例如ROM和RAM、 1/0界面(未示出)。CPU执行存储在计算机可读介质中的软件算法，从而实现以下针对系统63 0所述的控制方法。
现参考图40-41，说明使用系统630在标准工具632上形成多个单元的方法。
在步骤670中，控制器664促使电动机660转动标准工具632。在步骤672中，控制器664生成多个第一信号，以促使激光器640以第 一指令功率级发射具有第 一功率级的多个第 一激光脉冲。
在步骤674中，反射镜648将多个第一激光脉沖反射至反射镜650。在步骤676中，反射镜650将多个第一激光脉冲反射至反射镜652。在步骤678中，反射镜652将多个第一激光脉冲反射至聚焦透镜654。在步骤680中，聚焦透镜654将多个第一激光脉冲聚焦在标准工具632上的多个第一位置，从而多个第一激光脉冲在标准工具632上形成多个第一单元。
在步骤682中，功率监测传感器646测量与多个第一激光脉沖相关的平均功率级。
在步骤684中，可操作地与功率监测传感器646连通的控制器664根据测量的平均功率级和期望的平均功率级计算平均功率误差值。
在步骤686中，控制器664根据第一指令功率级和平均功率误差值计算第二指令功率级。
在步骤690中，控制器664生成多个第二信号，以促使激光器640以第二指令功率级发射多个第二激光脉沖。
在步骤692中，反射镜648将多个第二激光脉沖反射至反射镜650。在步骤694中，反射镜650将多个第二激光脉冲反射至反射镜652。在步骤696中，反射镜652将多个第二激光脉冲反射至聚焦透镜654。在步骤698中，聚焦透镜654将多个第二激光脉沖聚焦在标准工具632上的多个第二位置，从而多个第二激光脉沖在标准工具632上形成多个第二单元。在步骤698之后，该方法结束。
本发明用于在标准工具上形成单元的系统和方法表现出明显优于其它系统和方法的优势。具体地，本发明的系统和方法具有在标准工具上形成开口尺寸为10-100微米以及高宽比小于或等于1.25的单元的技术效果。
如上所述，在标准工具上形成多个单元的方法可至少部分地以计算机执行过程和设备的形式实现。在示范性实施方式中，所述方法以一个或多个控制器执行计算机程序编码的形式实现。本发明的方法可以包含指令的计算机程序编码的形式实现，所述包含指令的计算机程序编码存储在一种或多种计算机可读介质例如软盘、CD-ROM、硬盘驱动器、闪存等中，其中当计算机程序编码载入控制器并由控制器执行时，控制器成为实现本发明的设备。
尽管参考示范性实施方式对本发明进行了描述，但本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，可作出各种改变并可以等同物代替其要素。另外，在不脱离本发明范围的情况下，可对本发明的教导作出多种改进以适应具体情况。因而，本发明不限于所披露的实现本发明的实施方式，而是包括落入所附权利要求范围内的所有实施方式。另外，术语第一、第二等的使用并不表示任何重要性的排序而是用于区分各个要素。
权利要求
1. 一种在标准工具上形成单元的方法，包括在第一预定时间间隔内由激光器发射第一激光脉冲，以使所述第一激光脉冲的至少一部分在所述标准工具上形成单元，所述单元具有10-100微米范围内的开口尺寸和小于或等于1.25的高宽比。
2. 权利要求1的方法，还包括在光学部件处接收所述第一激光脉冲并 使来自所述光学部件的第一激光脉冲对准所述标准工具。
3. 权利要求2的方法，其中所述光学部件为至少一个聚焦透镜。
4. 权利要求3的方法，其中所述至少一个聚焦透镜具有预定焦距。
5. 权利要求4的方法，其中所述预定焦距为40-80毫米。
6. 权利要求4的方法，其中所述标准工具相距所述聚焦透镜的距离小 于或等于所述聚焦透镜的预定焦距，或者大于所述聚焦透镜的预定焦距。
7. 权利要求1的方法，其中所述第一激光脉沖的聚焦点位于所述标准 工具内的第一深度。
8. 权利要求1的方法，还包括使用第一装置将所述第一激光脉沖的尺 寸调整为预定尺寸或者将所述第一激光脉冲的振型调整为预定振型。
9. 权利要求1的方法，其中所述第一激光脉沖具有落在第一预定平均 功率范围内的平均功率级。
10. 权利要求2的方法，其中所述第一预定平均功率范围为1-100瓦。
11. 一种在标准工具上形成单元的系统，包括激光器，所述激光器经配置在第 一预定时间间隔内发射第 一激光脉冲， 以使所述第一激光脉冲的至少一部分在所述标准工具上形成单元，所述单 元具有10-100微米范围内的开口尺寸和小于1.25的高宽比。
12. 权利要求11的系统，还包括光学部件，所述光学部件经配置接收 来自所述激光器的第一激光脉冲并使所述第一激光脉沖对准所述标准工 具。
13. 权利要求12的系统，其中所述光学部件为至少一个聚焦透镜。
14. 权利要求13的系统，其中所述至少一个聚焦透镜具有预定焦距。
15. 权利要求14的系统，其中所述预定焦距为40-80毫米。
16. 权利要求14的系统，其中所述标准工具相距所述聚焦透镜的距离小于或等于所述聚焦透镜的预定焦距，或者大于所述聚焦透镜的预定焦距。
17. 权利要求11的系统，其中所述第一激光脉沖的聚焦点位于所述标准工具内的第一深度。
18. 权利要求11的系统，还包括第一装置，所述第一装置经配置将所述第一激光脉沖的尺寸调整为预定尺寸或者将所述第一激光脉沖的振型调整为预定振型。
19. 权利要求11的系统，其中所述第一激光脉沖具有落在第一预定平均功率范围内的平均功率级。
20. 权利要求19的系统，其中所述第一预定平均功率范围为1-100瓦。
21. 权利要求11的系统，其中进一步配置所述激光器，以在第二预定时间间隔内发射第二激光脉冲，以使所述第二激光脉沖的至少一部分进一步在所述标准工具上形成单元。
22. —种标准工具，包括具有至少一个单元的圆柱形辊，所述单元具有10-100微米范围内的开口尺寸和小于或等于1.25的高宽比。
23. —种标准工具，包括具有至少一个单元的平板构件，所述单元具有10-100微米范围内的开口尺寸和小于或等于1.25的高宽比。
全文摘要
本发明提供标准工具(24)和用于在标准工具上形成单元的系统和方法。示范性方法包括在第一预定时间间隔内由激光器发射第一激光脉冲(130)，以使第一激光脉冲的至少一部分在标准工具上形成单元。该单元具有10-100微米范围内的开口尺寸和小于或等于1.25的高宽比。
文档编号B21B27/00GK101500720SQ200780030206
公开日2009年8月5日 申请日期2007年6月14日 优先权日2006年6月22日
发明者卡尔卡拉·A·库玛, 格兰特·海, 菲尔·M·彼得斯, 阿德尔·F·巴斯托罗斯 申请人:沙伯基础创新塑料知识产权有限公司