[发明专利]光学加工系统和方法

权利要求书

1.一种光学加工系统，其特征在于：包括加工平台、光学投影镜头、光学模板、中央控制系统和位置补偿系统，其中，所述加工平台实现第一运动轴的步进运动和第二运动轴的扫描运动，所述光学模板或光学投影镜头实现第三运动轴的扫描运动，所述位置补偿系统包括：

位置检测系统，用于检测光学投影镜头、待加工物或光学模板的位置；

空间光调制器，其用于产生一位置控制域，该位置控制域投影至光学模板并经光学投影镜头缩放后，在位于加工平台上的待加工物表面的预定曝光区曝光，所述空间光调制器具有位置补偿区，位于所述位置控制域的四周，且所述位置控制域能动的产生于该位置补偿区中；

位置信号处理模块，控制所述位置控制域在所述位置补偿区中进行偏移，当所述位置检测系统检测到预定曝光区与位置控制域在待加工物表面投影的区域之间产生一位置误差时，所述位置信号处理模块控制所述空间光调制器，并使得所述位置控制域在位置补偿区中产生相应的位置偏移，该位置偏移满足所述位置控制域在投影至光学模板并经光学投影镜头缩放后，达到预定曝光区。

2.根据权利要求1所述的光学加工系统，其特征在于：所述光学模板实现第三运动轴的扫描运动，所述光学加工系统在所述第三运动轴到达预定位置时实现曝光。

3.根据权利要求2所述的光学加工系统，其特征在于：所述第三运动轴进行转动扫描。

4.根据权利要求1所述的光学加工系统，其特征在于：所述光学投影镜头实现第三运动轴的扫描运动，所述光学加工系统在所述第三运动轴到达预定位置时实现曝光。

5.根据权利要求1所述的光学加工系统，其特征在于：所述空间光调制器为数字微镜元件、液晶显示器件或硅基液晶器件中的一种。

6.根据权利要求1所述的光学加工系统，其特征在于：所述位置检测系统包括光栅尺和光栅读数头，所述光栅尺包括第一运动轴光栅尺、第二运动轴光栅尺和第三运动轴光栅尺，所述光栅读数头读取光学投影镜头、待加工物或光学模板的位置信号，并向位置信号处理模块发送一位置信号。

7.一种光学加工方法，使用权利要求1所述的光学加工系统，其特征在于，包括步骤：

(1)、加工平台沿第二运动轴进行扫描，光学模板或光学投影镜头沿第三运动轴进行扫描运动；

(2)、预定曝光区在第二运动轴方向上到达预定位置，并逐渐偏离预定位置；

(3)、光学模板或光学投影镜头沿第三运动轴运动至预定位置；

(4)、位置检测系统检测预定曝光区与位置控制域在待加工物表面投影的区域在第二运动轴方向上的位置误差，并向位置信号处理模块提供一位置信号；

(5)、位置信号处理模块根据所述位置信号计算补偿该位置误差所需的位置偏移量，并控制空间光调制器上的位置控制域在补偿区进行偏移，使得该位置控制域经光学投影镜头缩放后，到达预定曝光区；

(6)、触发曝光脉冲，在预定曝光区曝光。

8.一种光学加工方法，使用权利要求1所述的光学加工系统，其特征在于，包括步骤：

(1)、加工平台沿第二运动轴进行扫描，光学模板或光学投影镜头沿第三运动轴进行扫描运动；

(2)、预定曝光区在第二运动轴方向上到达预定位置；

(3)、位置检测系统检测到预定曝光区在第二运动轴方向上到达预定位置，并向位置信号处理模块提供一位置信号，位置信号处理模块控制空间光调制器上的位置控制域在位置补偿区内进行偏移运动，该偏移运动与第二运动轴的扫描运动同步，可以使得位置控制域经光学投影镜头缩放后始终位于预定曝光区；

(4)、光学模板或光学投影镜头扫描至预定位置，触发曝光脉冲，在预定曝光区曝光。

9.根据权利要求8所述的光学加工方法，其特征在于：所述步骤(3)中，位置控制域在位置补偿区内的运动为等间距的步进运动。

10.根据权利要求8所述的光学加工方法，其特征在于：所述步骤(3)中，位置检测系统检测到预定曝光区在第二运动轴方向上到达预定位置时，位置信号处理模块开始输出触发脉冲给空间光调制器。