CN115176189A - 激光扫描*** - Google Patents

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CN115176189A CN202080097506.2A CN202080097506A CN115176189A CN 115176189 A CN115176189 A CN 115176189A CN 202080097506 A CN202080097506 A CN 202080097506A CN 115176189 A CN115176189 A CN 115176189A
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Abstract

一种在视场上扫描激光束的方法以及相应的***，所述方法包括：提供激光器以产生激光束；在视场的第一子区域上对激光束进行光栅化；将激光束偏转到视场的第二子区域；和在视场的第二子区域上对激光束进行光栅化；捕获由激光束产生的图像信息，以便对于视场的每个子区域，光栅化的激光束定义多个图像片段；为每个片段计算图像校正，并根据为所述片段计算的图像校正对激光器进行校正。

Description

激光扫描***
技术领域
实施例涉及一种用于光学***的激光扫描***，该光学***例如显微镜、激光光刻、激光写入、激光雕刻，以及相应的激光扫描的方法。
背景技术
在操纵光或其他电磁辐射的任何***中，有诸多因素限制了***的能力。例如，在光学***中，最重要的因素之一可能是光在样品中不同位置的折射率变化。其他示例包括光学组件(激光扫描单元或场曲)中的光学畸变。这些变化会使***在空间和/或时间上难以获得最佳结果。
“自适应光学”这一术语通常用于表示使用一个或多个有源光学元件来校正影响***的光学特性的微小变化。一般来说，这涉及确定需校正的光学像差的程度，计算出校正值，然后实施该校正。
存在不同的方法来确定所需的校正。一个示例依赖于波前探测器，但这很容易因失焦光线而导致不准确。使用波前探测器，二维阵列上每个探测器之间的暗噪声、背景噪声和串扰水平可能会限制此类***的性能。
许多现有的校正方法无法动态适应样品失真；除非扫描暂停或限制在固定的扫描场，否则无法动态实现空间变化的像差。
发明内容
一个实施例提供了一种在视场上扫描激光束的方法，所述方法包括：
提供激光器以产生所述激光束；
在视场的第一子区域上对所述激光束进行光栅化；
将所述激光束偏转到所述视场的第二子区域；
在所述视场的第二子区域上对激光束进行光栅化；和
捕获由所述激光束产生的图像信息，以便对于所述视场的每个子区域，光栅化的激光束定义多个图像片段；
为每个片段计算图像校正，并根据为所述片段计算的图像校正对激光器应用校正。
每个片段都可能有校正。
每个片段和每项校正均可以进行时间配准。时间配准可以包括记录片段被扫描的相对时间。相对时间可以建立片段序列，以便相应片段被光栅化时，对激光器的校正可以应用于该相应片段。
所述方法还包括在通过激光器对相应片段进行扫描时应用校正的步骤。
视场可以与目标有关。所述方法可以包括相对于一个或多个光学元件(例如，光栅化镜)移动目标。可替代地或另外地，所述方法可以包括相对于目标移动光学元件。所述光学元件可以包括物镜。视场可以定义为目标相对于光学元件的给定位置。因此，在实施例中，扫描片段时既不移动目标也不移动光学元件。
图像片段和校正之间的时间相关性可能导致校正的时间多路复用方法。使用时间多路复用方法可以有助于拓宽给定目标位置的有效视场。使用时间多路复用方法可以有助于提高激光强度。通过分割视场，可以在不同时间对空间不同区域进行不同的校正。
实施例可以规定针对***的不同光学特性和/或目标的不同光学特性应用不同的校正。
计算图像校正可以包括导出波前掩模。每项校正可以包括相应的波前掩模。
为每个片段计算图像校正可以包括应用基于迭代图像的波前探测回路。所述回路可以包括应用于测量强度的爬山算法。可以测量每个片段的测量强度。计算图像校正可包括识别每个片段的泽尼克模式并基于所识别的泽尼克模式导出一个或多个波前掩模。
应用校正可以包括调整可变形反射镜。可根据相应的波前掩模调整可变形反射镜。
唯一应用的光学校正可以通过可变形反射镜实施。
对激光束进行光栅化可以包括在两个方向上移动激光束。激光束可以在对应于x轴的第一方向和对应于y轴的第二方向上移动。激光束在x轴方向上的移动可能比激光束在y轴方向上的移动更快。在实施例中，x轴和y轴彼此正交并且位于目标平面内。可以任意选择x轴和y轴，因为在实施例中，***在目标平面中的光学特性没有差异。
将激光束偏转到视场的第二子区域可以包括将激光束在y轴的方向上偏转。
可变形反射镜可以与激光束在y轴上的移动同步。因此，实施例可能不需要高速可变形反射镜来以视频帧速率(约20帧/秒，停留时间约5微秒)实现像差校正。在一个实施例中，可变形反射镜每秒能够实现200个波形掩模。可变形反射镜可以具有30到50个执行器。在一个实施例中，可变形反射镜可以具有约40个执行器。同步可以包括将捕获的图像信息与捕获图像信息的时间一起保存。然后，当所述片段被光栅化时，可以在相应的时间对所述激光器进行校正，以将校正应用于与所述片段对应的图像信息。应当认识到，通过比较与所有片段对应的图像信息的相对时序，***能够确定对激光器进行每项校正的顺序和时间。
在实施例中，采用迭代方法来计算图像校正。可以通过每次迭代对应用于激光器的校正进行更新。
每个子区域可以覆盖视场的相同区域。可替代地，第一子区域可以覆盖与第二子区域不同的视场的区域。
另一个实施例提供了一种在视场上扫描激光束的***，所述***包括：
用于产生激光束的激光器；
第一可移动偏转器，其用于在视场的第一子区域上对激光束进行光栅化；
第二可移动偏转器，其用于偏转激光束，使第一可移动偏转器对
视场的第二子区域进行光栅化；
图像数字化仪，其用于将激光束与目标相互作用产生的图像信息数字化；
计算机处理器，其用于捕获由图像数字化仪产生的图像信息，以便对于视场的每个子区域，光栅化的激光束定义多个图像片段，
其中，所述计算机处理器为每个片段计算图像校正，
所述***还包括光学校正元件，用于根据计算出的图像校正对激光束应用校正。
所述***可以包括三个用于光栅化子区域的可移动偏转器。所述可移动偏转器可以由三个扫描镜组成。所述***可以包括旋转多边形镜和两个电流反射镜。用于在视场的子区域上对激光束进行光栅化的第一可移动偏转器可以包括旋转多边形镜和第一电流反射镜。用于偏转激光束以对视场的第二子区域进行光栅化的第二可移动偏转器可以包括第二电流反射镜。
视场可以与目标有关。所述目标可以相对于一个或多个光学元件(例如，光栅化镜)移动。可替代地或另外地，所述光学元件可以相对于目标移动。所述光学元件可以包括物镜。可以针对相对于光学元件的目标的给定位置定义视场。因此，在实施例中，扫描片段时既不移动目标也不移动光学元件。
对激光束进行光栅化可以包括在两个方向上移动激光束。激光束可以在对应于x轴的第一方向和对应于y轴的第二方向上移动。在光栅化过程中，激光束在x轴方向上的移动可能比激光束在y轴方向上的移动更快。
在光栅化过程中，旋转多边形镜可以在x轴上移动激光束，而第一电流反射镜可以在y轴上移动激光束。x轴和y轴可以相互正交。
第二电流反射镜的移动可以使激光束沿y轴方向偏转，从而使激光束偏转到视场的第二子区域。
处理器可以为每个片段计算图像校正。图像校正可以是所计算的波前掩模。
处理器可以对每个片段和每项校正应用时间戳。
处理器可以在激光器对相应片段进行扫描时进行校正。
图像片段和校正之间的时间相关性可能导致校正的时间多路复用方法。使用时间多路复用方法可以有助于拓宽给定目标位置的有效视场。通过分割视场，可以在不同时间对空间不同区域进行不同的校正。
实施例可以规定针对***的不同光学特性应用不同的校正。
计算图像校正可以包括导出波前掩模。每项校正可以包括相应的波前掩模。
实施例可以改善成像性能，例如，与已知的装置相比，点扩散函数、空间带宽积和/或荧光强度可以得到改善，而无需对检测信号进行光学分割。因此，实施例可以不受波前探测器的灵敏度或图像分离器的数量限制。
对于每个片段而言，计算图像校正可以包括应用基于迭代图像的波前探测回路。所述回路可以包括爬山算法。计算图像校正可包括识别每个片段的泽尼克(Zernike)模式并基于所识别的泽尼克模式导出一个或多个波前掩模。
光学校正元件可以包括可变形反射镜。该可变形反射镜可适于由处理器根据相应的波前掩模进行调整。
光学校正元件可以包括可变形反射镜。所述***可以只包括一个可变形反射镜或其他自适应光学元件。所述可变形反射镜可以是低分辨率可变形反射镜。所述可变形反射镜也可以是高速可变形反射镜。在一个实施例中，可变形反射镜适合于每秒实现200个波形掩模。可变形反射镜可以具有30到50个执行器。在一个实施例中，可变形反射镜可以具有约40个执行器。
实施例可以在完全或几乎完全恢复点扩散函数的情况下，扩展成像视场。
光学校正元件可以包括数字微镜和/或空间光调制器。
可变形反射镜可以与激光束在y轴上的移动同步。可替代地，可变形反射镜可以与x轴上的移动同步。因此，实施例可能不需要高速可变形反射镜来以视频帧速率(约20帧/秒，停留时间约5微秒)实现像差校正。
每个子区域可以覆盖视场的相同区域。可替代地，第一子区域可以覆盖与第二子区域不同的视场的区域。
另一个实施例包括一种在视场上扫描激光束的方法，所述方法包括以下步骤：
在视场的多个子区域内依次光栅扫描激光束，其中，子区域布置在视场的第一方向上；
为每个子区域定义多个图像片段，其中，特定子区域的图像片段布置在垂直于所述第一方向的视场的第二方向上；
捕获每个图像片段的图像信息，所述图像信息与激光束对视场的照明相关联；
为每个片段计算图像校正，其中，所述图像校正被配置为当激光束随后在相应片段上被光栅扫描时能够对激光束进行校正。
另一个实施例包括了一种在视场上扫描激光的***，所述***包括：
用于产生激光束的激光器；
第一可移动偏转器，其用于光栅扫描激光束；
第二可移动偏转器，其用于偏转所述激光束以依次光栅扫描视场的多个子区域，其中，子区域布置在视场的第一方向上；
图像捕获装置，其被配置为捕获每个图像片段的图像信息，所述图像信息与激光束对视场的照明相关联，
处理器，其被配置为：
为每个子区域定义多个图像片段，其中，特定子区域的图像片段被布置在垂直于所述第一方向的视场的第二方向上；
捕获每个图像片段的图像信息，所述图像信息与激光束对视场的照明相关联；
为每个片段计算图像校正，其中，所述图像校正被配置为当激光束随后在相应片段上被光栅扫描时能够对激光束进行校正。
本实施例可以改装为现有的激光扫描***。
附图说明
下面结合附图对实施例进行进一步的说明，其中：
图1是根据一个实施例的激光扫描显微镜的光学元件的示意图；
图2是图1所示的激光扫描显微镜的电子组件的示意图；
图3示出了图1所示的激光扫描显微镜的视场图像的分割情况；
图4示出了根据一个实施例的激光扫描方法；
图5示出了根据一个实施例的图像片段和波前掩模之间的相关性；
图6示出了图1所示的激光扫描显微镜的视场的进一步分割情况；
图7显示了视场的多个片段和子区域，以及每个片段和子区域所计算的波前掩模；
图8显示了不同片段的不同波前校正的效果；
图9A和9B显示了未经校正(图9A)和经过校正(图9B)的光刻工艺的结果；
图9C显示了图9A和9B中的选定部分的强度剖面；和
图10显示了珠子的未校正和校正图像之间的强度剖面和分辨率的改善情况。
具体实施方式
图1示出了激光扫描显微镜10。激光扫描显微镜10用于通过将激光束穿过显微镜的光学元件引导到样品12上，并使用光电倍增管34收集图像信息，从而在目标处的样品台14上对样品12进行成像。尽管本实施例利用了光电倍增管34，但应当认识到，可以替代地任何其他将光学信息转换为电子信息的装置。
如图所示，显微镜10包括产生激光束的激光器16。可变形反射镜18用于施加波前掩模以校正显微镜10中的光学像差、在使用中保持样品12的目标和/或周围环境。应当认识到，本发明涉及自适应光学，本文不会详细描述自适应光学领域已知的实施例的各方面。
多边形扫描镜22用于通过下述方式扫描激光束。两个电流反射镜26和28也用于改变激光束相对于目标12的位置。y轴电流反射镜26改变激光束在y轴上的取向(垂直于图1的绘图平面)，而x轴电流反射镜28改变激光束在x轴上的取向(进出图1的绘图平面)。
在所示实施例中，显微镜10包括三组伸缩透镜20、24和30，它们聚焦和引导激光束。滤光片32(在本实施例中，为二向色长通滤光片)将发射的荧光信号反射到光电倍增管34上。物镜36将穿过显微镜10的光学元件的激光束聚焦到目标12上。然后由光电倍增管34捕获图像信息。
应当认识到，图1所示的激光扫描显微镜10只是本发明应用的一个示例。正如将要认识到的，进一步的实施例在其他类型的显微镜中得到应用，以及如下所述，在显微镜以外的领域得到应用。
图2示出了显微镜10的电子元件。可变形反射镜18、多边形镜22和电流反射镜26和28连接至处理器40(例如，以个人计算单元的形式)。处理器40包括与时钟44相连的中央处理单元42。处理器40连接至用于存储信息的存储设备46。光电倍增管34连接至处理器40，使得由光电倍增管34捕获的图像信息可以被处理器处理并存储在存储设备46上。
图2所描绘的处理器40和其他电子元件仅以示意形式示出。因此，例如，时钟44可以作为中央处理单元42的一部分提供，也可以与其分开提供。此外，应当认识到，处理器40和存储设备46可以替代地在单独的位置通过网络连接到显微镜10，并且作为进一步的示例，也可以作为云计算提供。
时钟44提供了一种计时机制，使得图像信息以及多边形镜22和电流反射镜26和28的相对位置以及可变形反射镜18的操作，可以通过下述方式同步。
图3示出了表示由物镜36提供的视场的子区域或部分50的扫描图像信息。如图所示，部分50具有x轴(水平)和y轴(垂直)。旋转多边形镜22在x轴上扫描激光束，y轴电流反射镜26在y轴上扫描激光束。因此，子区域50的扫描图像信息包括形成特定列的多行扫描图像信息。因此，通过旋转多边形镜22和y轴电流反射镜26的共同作用，用激光对子区域50进行光栅扫描。
然后，本发明的实施例通过将此类扫描行分组在一起来定义子区域50的片段52。在图3所示的实施例中，有52A、52B、52C、52D和52E五个片段。如图所示，每个片段52由多个扫描行组成。例如，片段52A被视为从第1行至第102行，而片段52E被视为从第409行至第512行，中间行被分配给其余片段52B、52C和52D。优选地，相邻的区段52在相邻的行之间为界--例如，区段52A在第102行处结束，而片段52B在第103行处开始，因此片段52覆盖整个子区域50。
根据一个实施例，在定义子区域50的扫描过程中，x轴电流反射镜28将保持静止。然而，一旦扫描过程到达子区域50的列底部，电流反射镜28会将激光束移动到相邻的子区域50，然后激光束将扫描相邻的子区域，将参考下面的图6进行更详细的说明。在图6中，显示了子区域50A、50B和50C，每个区域具有52A(A)至52F(C)五个片段--因此在图中，特定片段52与一行和一列相关，括号中的值代表特定子区域50A-50C。
图4示出了使用图1所示的扫描激光显微镜10扫描激光的方法80。在初始步骤，即步骤82，用激光束扫描样品，并将相应的图像信息存储在存储设备46中。在进行这一步骤期间，旋转多边形镜22和电流反射镜26和28协作，通过扫描多个相邻列来扫描由物镜36提供的视场，如上所述。
在一个实施例中，视场由将激光束聚焦到样品12上的物镜36来界定。视场是针对物镜36的给定位置提供的。
在接下来的步骤中，即步骤84中，定义各片段。在这一步骤中，确定分配给一个片段的扫描行数。这一步骤还可以包括确定应该处理的潜在视场的大小。片段尺寸的定义将确定旋转多边形镜22和电流反射镜26和28的相对速度。在每个片段的图像信息被数字化和存储时，将为所述区段存储由时钟44提供的时间戳。这允许在稍后对每个片段进行同步校正。
应当认识到，可以根据目标和/或***的光学特性来选择片段的尺寸。特别是，可以改变片段尺寸，以便为所考虑的视场找到最佳校正。
因此，在光栅化的同时可以改变片段尺寸。
在步骤86中，开始处理此类片段。这一过程从第一个片段开始并迭代加载下一个片段，直到所有片段处理完毕。在步骤88，计算指标(在这种情况下是强度)，并且在接下来的步骤90中，使用爬山算法预估波前。爬坡是通过从低(Z4)到高(Z15)地移动经过泽尼克模式的前13阶(不包括尖端、倾斜和活塞)来实现的，以为每项校正识别最佳泽尼克掩模组；在每一步，泽尼克振幅的0.05步长值。优化考虑了测量的强度(越高越好)，但不考虑每个点之间的梯度(每次测量之间的差异)。
应当认识到，可以改变步长值以满足特定要求。
在步骤92中，设置泽尼克模式振幅。在步骤94中，生成与当前片段对应的波前掩模并存储在存储设备46中。因此，对于每个片段而言计算图像校正包括应用基于迭代图像的波前探测回路。
然后，所述过程将返回至考虑下一个片段的步骤86，并且所述过程将再次循环通过步骤88、90、92和94以生成用于下一个片段的波前掩模。通过这种方式，生成用于每个片段的波前掩模。
在操作过程中，样品将被连续扫描。因此，当处理器确定正在扫描先前已为其生成和存***前掩模的片段时，该处理器将使用所述波前掩模使可变形反射镜进行变形，从而应用波前掩模来校正该片段的像差。如图5所示，波前掩模102A、102B、102C、102D和102E分别对应于片段52A、52B、52C、52D和52E。
在一个实施例中，对于每个片段52，确定的波前掩模102在每次扫描期间都会连续更新。例如，可以使用计算出的波前掩模102对片段52进行成像，以产生输出(例如，输出到显示器或数据存储)。新获得的片段52的图像也可以用于确定新的波前掩模102(如根据本文所述的实施例)。有利地，所述的新确定的波前掩模102可以产生更准确的校正，因为其是通过较早的波前掩模102产生的图像确定的。该校正过程可以在样品12的成像期间进行——可以预期，在大多数情况下，所产生的图像会因此而不断得到改善，尽管对于随后的捕获而言，改善幅度较小。经过多次的更新后，可以得到最大有效校正。
图6示出了扫描子区域50的偏移方式。中间一栏对应于上述和图3所示的子区域50。x轴电流反射镜28被控制以提供x轴上的偏移，从而定义不同的子区域50。例如，子区域50A相对于子区域50B偏移，而子区域50B本身相对于子区域50C偏移。通过应用一系列偏移，所述***能够有利地扩大扫描的有效场。这是因为预计在x方向上的视场范围内，需要通过可变形反射镜18进行不同的校正。这类似于在y方向上所需的不同校正，但是，由于光栅扫描方向，y方向的差异自然被考虑在内。有利地，通过将x轴划分为不同的子区域50，x和y方向上的视场可以得到充分的校正，从而改善样品12的成像。
图7示出了在二维网格中定义多个子区域50A-50J的示例。如图所示，每个子区域50A-50J各自包括五个片段52，因此，总共有五十个片段52。每个片段52显示为有计算出的波前掩模102——可以看出，每个片段52具有独特的波前掩模102，其将取决于相对应的成像区域中的特定失真。
图7显示了一个优点，即其中相对较大的区域是可成像的(即，视场相对较高)，视场被划分为离散区域(即，片段52)，其中可以确定独特的波前掩模102。本发明的优点可能是在确定的多个波前掩模102和操作速度之间取得了平衡——例如，多个离散的独特的波前掩模102可能有利地允许有用的自适应光学校正，同时保持视频级帧速率(例如每秒20帧)。
如图7所示，每个片段52的尺寸(即视场范围的范围)可以变化。例如，片段52A与片段52B的尺寸不同。在图中，片段尺寸在x方向上有所不同，基本上对应于光栅扫描时的线的长度(即激光扫描)。在一个实施例中，每个片段52的线的数量也可以变化——即由此改变y方向的尺寸。在一个实施例中，可以将线的长度和线的数量的变化应用于每个片段52，从而使得片段52的尺寸在x和y方向上都具有可变性。
图8示出了对两个片段52TMy1和TMy5测量的不同改进量。此处，较低的“轴向FWHM”(“半峰全宽”)表明分辨率更好，从而改善了结果，而较高的荧光振幅表明改善了结果。对于TMy1和TMy5而言，根据波前校正(“RAO”)与非波前校正(“No RAO”)情况的比较，每个测量参数得到了改善，然而，在TMy5的情况下，改善更为明显。对于为产生图8而测量的实际样品，由于更复杂的像差，TMy5所需的波前校正比TMy1所需的更复杂。
实施例可以以与视频存储和回放相当的速度(约20帧/秒，停留时间约5微秒)操作，以对选定的片段进行波前优化，可能不会减慢扫描速度或减少感兴趣区域。
通常，当使用激光扫描显微镜10对样品12进行成像而没有根据本文所述的实施例进行校正时，光学和样品像差会导致非等平面照明场。本文所述的实施例可以有利地将照明场改善为理想的等平面照明场——特别地，连续更新波前掩模102的实施例可以提供对有效迭代到等平面照明场的波前掩模102的更改。
图10显示了悬浮在毛细管中的成像珠的强度图。上面图像显示了成像珠的未校正图像，右侧图像的线条轮廓对应于左侧图像中显示的线条。下面图像显示了成像珠的校正后的图像，右侧图像的线条轮廓对应于左侧图像中显示的线条。可以看出，在校正后的图像中更加清晰地定义了峰值，并且线条轮廓不包含错误的峰值。
实施方案的有效性(例如通过信号强度的改善来衡量)可能与片段的数量相关；片段数量越多，信号强度的改善就越大，直至达到阈值，而超过这一阈值后，对于增加的片段数量，信号强度的改善则难以量化。然而，增加片段的数量也会增加所需的处理资源，并且如果在波前掩模生成和检索之间存在滞后，特别是在使用扫描物镜的情况下，实施例的可用性会降低。因此，例如，在处理的片段数量和有用的帧速率之间可能存在权衡。
虽然已经说明并讨论了与激光扫描显微镜有关的实施例，但是还应当认识到，进一步的实施例可以在显微镜领域之外找到应用。例如，在光刻领域，使用激光扫描，并且在该过程中使激光在物镜视场上的功率最大化可能很重要。通过将不同的波前掩模应用于视场的不同子区域或部分，将实施例用于这种应用可以扩大物镜的有效视场和/或增强激光的强度。通过扩大物镜的有效视场，载物台或物镜的移动可能会减少，从而有可能提高准确性。通过增强激光的强度，光刻或“激光写入”工艺可以有效地应用于更广泛的材料和应用领域。
图9A和9B显示了在玻璃毛细管内的荧光UV固化胶中形成的双光子激光写入(即光刻)图案的结果。该图显示了在荧光条件下产生的固化后的胶水——可见特征对对应于之前的激光写入步骤。图9A显示了未经波前校正的激光写入结果的图像，而图9B显示了经过波前校正的激光写入结果的图像。图9B的可见特征表明，本文所述的应用波前掩膜102来校正激光写入过程中的视场的片段52的实施例，校正了由弯曲的玻璃毛细管引起的像差(与图9A相比)。每个光斑上的剩余荧光强度表明，其结果是光刻图案不会拉长和激光功率分布更均匀。图9C显示了放大的未经校正的激光写入特征(图9A)和放大的校正后的激光写入特征(图9B)的荧光强度图——可以看出，校正后的图像在强度和细节上都有很大的改善。应当注意，波前校正是使用低功率激光器进行的，以便确定每个片段52的波前掩模102。随后，使用足够功率的激光和确定的波前掩模102进行激光写入。
应当认识到，进一步的实施例可以在使用扫描激光器的任何***中找到应用。例如，在激光烧蚀和测距领域。
应当理解，如果本文提及任何现有技术出版物，则此类参考不构成承认该出版物形成本领域、澳大利亚或任何其他国家的公知常识的一部分。
在随后的权利要求和本发明前面的描述中，除非由于表达语言或必然含意而上下文另有要求，否则“包括”一词或诸如“包括(动词)”或“包括(名词)”的变体是在包容的意义上使用的，即明确指出所述特征的存在，但不排除在各种实施例中存在或添加进一步的特征。类似地，“设备”一词在广义上使用，旨在涵盖作为整体提供的组成部分以及其中一个或多个构成部分与另一个组成部分分开提供的例示。

Claims (31)

1.一种在视场上扫描激光束的方法，所述方法包括：
提供激光器以产生激光束；
在所述视场的第一子区域上对所述激光束进行光栅化；
将所述激光束偏转到所述视场的第二子区域；和
在所述视场的第二子区域上对所述激光束进行光栅化；和
捕获由所述激光束产生的图像信息，以便对于所述视场的每个子区域，光栅化的激光束定义多个图像片段；
为每个片段计算图像校正，并根据为所述片段计算的图像校正对激光器应用校正。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括对每项校正和/或每个片段应用时间戳。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括在通过激光器对相应片段进行扫描时，应用校正的步骤。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述视场与目标有关，所述方法还包括使用物镜将所述激光束聚焦到所述目标上。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，计算图像校正包括导出波前掩模。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，每项校正包括对应的波前掩模。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，为每个片段计算图像校正包括应用基于迭代图像的波前探测回路。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，应用校正包括调整可变形反射镜。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，光栅化所述激光束可以包括在对应于x轴的第一方向和对应于y轴的第二方向上移动所述激光束。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述激光束在x轴方向上的移动比所述激光束在y轴方向上的移动更快。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，将所述激光束偏转到所述视场的第二子区域包括将所述激光束在y轴的方向上偏转。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中，可变形反射镜与所述激光束在y轴上的移动同步。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其中，每个片段与所述x轴和y轴的唯一部分相关联，使得所述片段基本上覆盖所述视场。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中，所述每个子区域覆盖所述视场的相同区域。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中，所述第一子区域覆盖与所述第二子区域不同的视场区域。
16.一种在视场上扫描激光的***，所述***包括：
用于产生激光束的激光器；
第一可移动偏转器，该第一可移动偏转器用于在所述视场的第一子区域上对所述激光束进行光栅化；
第二可移动偏转器，该第二可移动偏转器用于偏转激光束以使得所述第一可移动偏转器对所述视场的第二子区域进行光栅化；
图像数字化仪，该图像数字化仪用于将激光束与目标相互作用产生的图像信息数字化；
计算机处理器，该计算机处理器用于捕获由所述图像数字化仪产生的图像信息，以便对于所述视场的每个子区域，光栅化的激光束定义多个图像片段，
其中，所述计算机处理器为每个片段计算图像校正，
所述***还包括光学校正元件，该光学校正元件用于根据计算出的图像校正对所述激光束应用校正。
17.根据权利要求16所述的***，包括三个可移动反射镜。
18.根据权利要求17所述的***，其中，用于在所述视场的子区域上对所述激光束进行光栅化的第一可移动偏转器包括旋转多边形镜和第一电流反射镜；以及其中
用于偏转所述激光束以对所述视场的第二子区域进行光栅化的第二可移动偏转器包括第二电流反射镜。
19.根据权利要求18所述的***，其中，所述旋转多边形镜在x轴上移动激光束，而所述第一电流反射镜在y轴上移动激光束。
20.根据权利要求18或19所述的***，其中，所述第二电流反射镜的移动使所述激光束沿y轴方向偏转，从而使所述激光束偏转到所述视场的所述第二子区域。
21.根据权利要求16至20中任一项所述的***，其中，所述处理器为每个片段计算图像校正。
22.根据权利要求16至21中任一项所述的***，其中，所述处理器对每个片段和每项校正应用时间戳。
23.根据权利要求16至22中任一项所述的***，还包括物镜，所述物镜用于将所述激光束聚焦到所述目标上。
24.根据权利要求16至23中任一项所述的***，其中，所述光学校正元件是可变形反射镜。
25.根据权利要求24所述的***，其中，所述可变形反射镜与所述激光束在x轴或y轴中的一个上的移动同步。
26.根据权利要求16至25中任一项所述的***，其中，每个子区域覆盖视场的相同区域。
27.根据权利要求16至25中任一项所述的***，其中，所述第一子区域覆盖与所述第二子区域不同的视场区域。
28.一种在视场上扫描激光束的方法，所述方法包括以下步骤：
在所述视场的多个子区域内依次光栅扫描所述激光束，其中，所述子区域布置在视场的第一方向上；
为每个子区域定义多个图像片段，其中，特定子区域的图像片段布置在垂直于所述第一方向的所述视场的第二方向上；
捕获每个图像片段的图像信息，所述图像信息与所述激光束对所述视场的照明相关联；
为每个片段计算图像校正，其中，所述图像校正被配置为当所述激光束随后在相应片段上被光栅扫描时能够对激光束进行校正。
29.根据权利要求29所述的方法，还包括以下步骤：
随后光栅扫描所述激光束，并且对于每个片段，使用光学校正元件将计算出的校正应用于所述激光束。
30.一种在视场上扫描激光的***，所述***包括：
用于产生激光束的激光器；
第一可移动偏转器，所述第一可移动偏转器用于光栅扫描所述激光束；
第二可移动偏转器，所述第二可移动偏转器用于偏转所述激光束以依次光栅扫描所述视场的多个子区域，其中，子区域布置在所述视场的第一方向上；
图像捕获装置，所述图像捕获装置被配置为捕获每个图像片段的图像信息，所述图像信息与所述激光束对所述视场的照明相关联，
处理器，所述处理器被配置为：
为每个子区域定义多个图像片段，其中，特定子区域的图像片段被布置在垂直于所述第一方向的视场的第二方向上；
捕获每个图像片段的图像信息，所述图像信息与所述激光束对所述视场的照明相关联；
为每个片段计算图像校正，其中，所述图像校正被配置为当激光束随后在相应片段上被光栅扫描时能够对所述激光束进行校正。
31.根据权利要求31所述的***，还包括用于修改所述激光束的光学校正元件，
其中，在随后光栅扫描所述激光束时，所述处理器被配置为控制光学校正元件，以对于每个片段将计算出的校正应用于激光束。
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