[发明专利]动态全息打印装置

说明书

打印装置(106)包括激光源(110)和LCOS‑SLM(硅基液晶空间光调制器，112)。打印装置产生激光控制信号和LCOS‑SLM控制信号。激光源基于激光控制信号产生多个入射激光束。LCOS‑SLM接收多个入射激光束，基于LCOS‑SLM控制信号调制多个入射激光束，并产生多个全息波前(214,216)。每个全息波前形成至少一个焦点。打印装置在多个全息波前的焦点的干涉点处固化目标材料(206)的表面层。目标材料的固化表面层形成二维打印内容。

技术领域

本公开涉及一种装置和方法。更具体地，本公开涉及打印机和打印方法。更具体地，本公开涉及使用全息投影的全息打印机和打印方法。一些实施例涉及用于加热目标表面的全息投影仪和使用全息投影加热目标表面的方法。一些实施例涉及用于固化目标表面的全息投影仪和使用全息投影来固化目标表面的方法。

背景技术

3D打印是指用于合成三维对象的各种过程。在3D打印中，在计算机控制下形成连续的材料层以创建三维物理对象。这些对象可以是几乎任何形状或几何形状，并且可以从3D模型或其他电子数据源生成。遗憾的是，3D打印可能需要很长时间，因为一次只能打印一层，并且机械扫描会带来打印错误的风险，包括错位和精度不佳。

本文描述了使用全息投影系统加热——或甚至固化——目标表面的装置，方法和系统。

从对象散射的光包含幅度和相位信息。例如，可以通过公知的干涉技术在光敏板上捕获该幅度和相位信息，以形成包括干涉条纹的全息记录或“全息图”。可以通过用合适的光照射来重构全息图，以形成代表原始对象的二维或三维全息重构或重放图像。

计算机生成的全息术可以数字地模拟干涉过程。计算机生成的全息图“CGH”可以通过基于诸如菲涅耳或傅立叶变换的数学变换的技术来计算。这些类型的全息图可以被称为菲涅耳或傅立叶全息图。傅里叶全息图可以被认为是对象的傅立叶域表示或对象的频域表示。例如，CGH也可以通过相干光束跟踪或点云技术来计算。

可以在空间光调制器“SLM”上编码CGH，其被布置成调制入射光的幅度和/或相位。例如，可以使用电寻址的液晶，光寻址的液晶或微反射镜来实现光调制。

SLM可以包括多个可独立寻址的像素，其也可以被称为单元或元件。光调制方案可以是二进制，多级或连续的。可选地，该装置可以是连续的(即不包括像素)，因此光调制在该装置上可是连续的。SLM可以是反射性的意味着调制光在反射中从SLM输出。SLM同样可以是透射的，意味着从SLM输出的调制光是透射的。

发明内容

示例性方法和系统涉及动态全息打印装置。示例仅代表可能的变化。除非另有明确说明，否则结构(例如，结构部件，例如模块)是可选的并且可以组合或细分，并且操作(例如，在过程，算法或其他功能中)可以按顺序变化或者组合或细分。在以下描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以提供对示例实施例的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实现本主题。

可以生成和操纵动态全息波前，使得可以精确地并且在二维和三维空间区域上控制激光的相长干涉和相消干涉。利用足够的能量，这些相长干涉点和相消干涉点具有足够的能量来产生热量。可以在激光波前使用相长干涉和相消干涉来控制热量的位置和强度，以在二维空间或三维空间中聚焦并精确地设置调制光(例如，单个光束)的路径，从而使用已知的激光固化技术打印二维或三维对象。例如，激光和全息波前技术可以用在如下所述的打印机中。