用于熔融玻璃系统及方法的激光厚度控制的能量传递优化与流程

用于熔融玻璃系统及方法的激光厚度控制的能量传递优化
1.相关申请的交叉引用
2.本技术案要求2019年10月22日所申请的美国临时申请案号62/924312的优先权的益处，其内容经依赖于此，并通过引用将其全部内容合并在此。
技术领域
3.本技术案涉及玻璃板的生产；更具体来说，涉及用于在玻璃板生产期间控制玻璃的厚度的设备和方法。


背景技术：

4.玻璃板用于多种应用中。例如，该等玻璃板可用在玻璃显示面板中，如在行动装置、膝上型计算机、平板计算机、计算机显示器和电视显示器中。可通过熔融下拉法制造玻璃板，藉熔融下拉法在玻璃成形设备上拉伸熔融玻璃。对于各种应用来说，对人造玻璃厚度的严格控制可为重要的。当玻璃带在熔融压延处理中形成时，在玻璃带的整个宽度或部分宽度上，热机械和玻璃流动条件可能会不均匀。例如，玻璃带形成时在玻璃带处的表面张力可能不足以完全消除玻璃带厚度可能发生的变化。即使在一些示例中，玻璃厚度的变化可能在尺寸上为几微米，但这种变化是不希望的(因后果可能会很严重)。因此，有改善玻璃板的生产的机会。


技术实现要素：

5.本文所公开的特征允许使用由玻璃成形设备中的激光器传递的能量来控制玻璃(例如，带)的厚度。例如，本文所公开的特征可改善由激光器传递的激光能量的均匀性、精确度、速度及控制，以产生相对更均匀的玻璃。除各种优势外，实施例还可允许沿着熔融玻璃板传递恒定的激光能量。实施例亦可允许在跨窗扫描激光时自动补偿光束位置偏差和功率损耗。在一些示例中，实施例可允许通过(例如)提供对激光束形状的修改来减轻下拉变化。一些实施例亦可采用多个激光束来加热熔融玻璃，这可允许更快地扫描熔融玻璃。这些实施例亦可允许用单个扫描系统扫描更大面积的熔融玻璃。受益于这些公开内容的所属技术领域中一般技术人员亦可认识到其他益处。
6.在一些示例中，激光控制系统可预选玻璃成形设备的熔融玻璃的一部分。激光控制系统可配置反射设备，以将来自激光产生器的激光束反射到熔融玻璃的预选部分。激光控制系统可基于激光束相对于熔融玻璃的预选部分的入射角来确定激光束的功率密度。激光控制系统亦可启动激光产生器以用确定的功率密度产生激光束，以加热熔融玻璃的预选部分。
7.在一些示例中，激光控制系统可基于反射设备的位置来确定激光束相对于熔融玻璃的预选部分的入射角。
8.在一些示例中，激光控制系统可基于入射角来确定要从熔融玻璃的预选部分反射的激光束的激光能量的量。激光控制系统接着可基于要从熔融玻璃的预选部分反射的激光
束的激光能量的量来确定激光束的功率密度。
9.在一些示例中，激光控制系统可确定当行进通过至少一个窗时激光束将经历的横向移动。激光控制系统接着可配置反射设备，以基于所确定的横向移动将来自激光产生器的激光束反射到熔融玻璃的预选部分。
10.在一些示例中，激光控制系统可确定激光束将从反射设备行进到熔融玻璃的预选部分的长度。激光控制系统接着可配置激光产生器，以产生具有经定位在熔融玻璃的预选部分处的束腰的激光束。在一些示例中，激光控制系统可停用激光产生器以禁用激光束。激光束控制系统可接着配置反射设备，以将来自激光产生器的激光束反射到熔融玻璃的另一个预选部分。激光控制系统亦可确定激光束将从反射设备传播到熔融玻璃的另一个预选部分的长度的变化，且可配置激光产生器以产生具有将经定位在熔融玻璃的另一个预选部分处的束腰的激光束。激光控制系统接着可重新启动激光产生器以启用激光束。在一些示例中，当激光控制系统配置反射设备以将激光束反射到熔融玻璃的各个部分时，激光控制系统保持启用激光产生器。例如，当不需要向玻璃(例如，已经足够薄的部分)提供热能时，激光控制系统调制激光功率并将其转换为非常低的设置(例如，基本上为零功率)。然后，当覆盖需要减薄的玻璃部分时，激光控制系统会增加激光束功率。
11.在一些示例中，激光控制系统可采用如绕射光学元件(doe)或空间光调制器(slm)之类的光束整形元件。光束整形元件修改(例如，整形)入射激光束，使得在熔融玻璃上投射的激光束图案具有预定的能量分布。激光控制系统可定制调整由激光提供的能量的空间分布，以满足应用需求(例如，为轮廓之整个熔融玻璃上的均匀能量等)。
12.在一些示例中，一种设备包括激光产生器，该激光产生器可操作以产生激光束。设备亦可包括反射设备，该反射设备经配置为将来自激光产生器的激光束反射到玻璃成形设备的熔融玻璃上。设备亦可包括通信耦合到激光产生器和反射设备的控制器。控制器可经配置为预选择玻璃成形设备的熔融玻璃的一部分。控制器亦可经配置为配置反射设备以将来自激光产生器的激光束反射到熔融玻璃的预选部分。控制器可经配置为基于激光束相对于熔融玻璃的预选部分的入射角来确定激光束的功率密度。控制器亦可经配置为启动激光产生器以用确定的功率密度产生激光束，以加热熔融玻璃的预选部分。
13.本技术案在一个实施例中描述了一种设备，该设备包括存储指令的内存装置；一控制器，其包括至少一个处理器且经配置为执行指令。当执行指令时，该等指令使控制器进行以下操作：预选玻璃成形设备的一部分熔融玻璃；配置反射设备以将来自激光产生器的激光束反射到熔融玻璃的预选部分；基于激光束相对于熔融玻璃的预选部分的入射角来确定激光束的功率密度；并启动激光产生器以用确定的功率密度产生激光束，以加热熔融玻璃的预选部分。
14.本技术案在另一个实施例中描述了一种设备，该设备包括可操作以产生激光束的激光产生器；反射设备，其经配置成将来自激光产生器的激光束反射到玻璃成形设备，及通讯地耦合到激光产生器和反射设备的控制器。控制器可经配置为：预选玻璃成形设备的一部分熔融玻璃；配置反射设备以将来自激光产生器的激光束反射到熔融玻璃的预选部分；基于激光束相对于熔融玻璃的预选部分的入射角来确定激光束的功率密度；并启动激光产生器以用确定的功率密度来产生激光束，以加热熔融玻璃的预选部分。
15.本发明在又一实施例中描述了一种加热玻璃成形设备的熔融玻璃的方法，其包括
以下步骤：预选玻璃成形设备的熔融玻璃的一部分；配置反射设备以将来自激光产生器的激光束反射到熔融玻璃的预选部分；基于激光束相对于熔融玻璃的预选部分的入射角确定激光束的功率密度，及启动激光产生器以用确定的功率密度产生激光束，以加热熔融玻璃的预选部分。
16.本技术案在另一实施例中描述了一种加热玻璃成形设备的熔融玻璃的方法，其包括以下步骤：预选玻璃成形设备的熔融玻璃的一部分；配置反射装置以将来自激光产生器的激光束反射到熔融玻璃的预选部分；确定激光束将从反射设备传播到熔融玻璃的预选部分的长度，及配置激光产生器以产生具有位于熔融玻璃的预选部分处的束腰的激光束。
17.本技术案在又一实施例中描述了一种加热玻璃成形设备的熔融玻璃的方法，其包括以下步骤：预选玻璃成形设备的熔融玻璃的一部分；配置反射设备以将来自激光产生器的激光束反射到熔融玻璃的预选部分；确定激光束将从反射设备传播到熔融玻璃的预选部分的长度；配置激光产生器以产生具有位于熔融玻璃的预选部分处的束腰的激光束，及启动激光产生器以产生激光束。
18.本技术案在另一实施例中描述了一种用于加热玻璃成形设备的熔融玻璃的方法，其包括以下步骤：确定反射设备相对于将被激光束加热的熔融玻璃的位置；确定从反射装置反射到熔融玻璃上的激光束的预期入射角；基于计算出的入射角计算激光束的功率密度，及配置激光产生器以产生具有计算出的功率密度的激光束。
19.在一些示例中，多路复用激光控制系统包括产生激光束的激光产生器、动态聚焦装置、多路复用器和多个光束扫描装置。激光产生器经配置为产生激光束并通过动态聚焦装置提供激光束。动态聚焦装置对激光束施加至少一种动态聚焦操作，并将聚焦的激光束引导至多路复用器。多路复用器以连续的(例如，时间的)基础或同时提供激光束到多个光束扫描装置。每个光束扫描装置可将激光束提供给玻璃成形设备的熔融玻璃的一部分。
20.本技术案在另一个实施例中描述了一种用于加热玻璃成形设备的熔融玻璃的方法，其包括以下步骤：配置多路复用器以向多个光束扫描装置提供激光束；使动态聚焦装置与多个光束扫描装置同步；配置激光束产生器以产生激光束，其中激光束从激光产生器行进到多路复用器，且从多路复用器到达多个光束扫描装置，及用来自多个光束扫描装置中的至少一者的激光束加热熔融玻璃的一部分。
附图说明
21.可结合附图来阅读说明性实施例的以上概述和以下详细描述。附图示出了本文讨论的一些说明性实施例。如下文进一步解释地，权利要求书不限于说明性实施例。为了清楚和易于阅读，附图可能会省略某些功能的视图。
22.图1示意性地示出了根据一些示例的具有激光束控制系统的示例性玻璃成形设备。
23.图2是根据一些示例的示例性激光束控制系统的方框图。
24.图3a和图3b示出了根据一些示例的由图1的玻璃成形设备产生的激光束，其入射在一部分玻璃上。
25.图4示出了根据一些示例的由图1的玻璃成形设备所产生的激光束以各种入射角之经反射激光光的强度。
26.图5示出了根据一些示例的行进通过窗的激光束所经历的横向移动。
27.图6a和图6b示出了根据一些示例的通过图2的激光束控制系统对激光束的整形。
28.图7a和图7b示出了根据一些示例的通过图2的激光束控制系统对激光束的拉长。
29.图8示出了根据一些示例的通过图2的激光束控制系统将激光束束腰定位在玻璃上。
30.图9a和图9b示出了根据一些示例的激光束在到达玻璃之前以各种角度行进的长度。
31.图10a和图10b示出了根据一些示例的指示激光束在到达玻璃之前以各种角度行进的长度的图表。
32.图11、图12、图13、图14和图15示意性地示出了根据一些示例的示例性多路复用激光束控制系统。
33.图16示出了根据一些示例的可由激光束控制系统执行的示例性方法。
34.图17示出了根据一些示例的可由激光束控制系统执行的另一示例性方法。
具体实施方式
35.本技术案公开了说明性(即，示例)实施例。本技术案不限于说明性实施例。因此，权利要求书的许多实施方式将与说明性实施例不同。在不脱离本技术案的精神和范畴的情况下，可对权利要求书进行各种修改。权利要求书旨在覆盖具有这种修改的实施方式。
36.有时，本技术案使用方向性术语(例如，前、后、上、下、左及右等)以在读者阅读附图时给读者阅读背景。然而，权利要求书并不限于图中所示的方向。可将任何绝对词(例如，高及低等)理解为公开了相应的相对词(例如，较高及较低等)。
37.本技术案提出了使用由激光器传递的能量在玻璃形成过程中控制带厚度的设备和方法。在一些示例中，改善了由激光器提供给玻璃带的激光能量的均匀性、精确度、速度及/或控制。
38.除各种优势外，实施例还可允许沿着熔融玻璃片传递恒定的激光能量。实施例亦可允许在跨窗扫描激光时自动补偿光束位置偏差和功率损耗。在一些示例中，实施例可通过例如提供对激光束形状的修改来减轻下拉变化。一些实施例亦可采用多个激光束来加热熔融玻璃，这可允许更快地扫描熔融玻璃。这些实施例亦可允许用单个扫描系统扫描更大面积的熔融玻璃。受益于这些公开内容的所属技术领域中一般技术人员也可认识到其他益处。
39.在一些示例中，通过激光束控制系统将激光束引导至熔融玻璃带(如在根部上方)。激光束系统导致粘度降低，若允许的话，这会在熔融玻璃带中产生新的表面张力平衡，及该新的表面张力平衡将因(例如)玻璃厚度的降低而进入经冷却的玻璃中。
40.在一些示例中，激光束控制系统可补偿由于粘度降低引起的玻璃厚度变化。若允许的话，粘度的降低会在熔融玻璃带中产生新的表面张力平衡，该新的表面张力平衡将因(例如)玻璃厚度的降低而进入经冷却的玻璃中。
41.在一些示例中，激光束控制系统补偿由激光束入射角和激光束反射(例如菲涅耳反射)引起的误差(例如，激光束能量的损失)。在一些示例中，激光束补偿通过玻璃成形系统的部分(如，窗(例如，玻璃或塑料窗))的激光束透射损失。激光束控制系统可允许在整个
熔融玻璃带(例如，玻璃板)上施加一致的能量分布。
42.在一些示例中，激光束控制系统通过在玻璃形成过程中修改指向熔融玻璃的激光束的光束形状来改善玻璃厚度的一致性。在某些示例中，激光束控制系统通过基于与玻璃的激光束角度及从激光束源到熔融玻璃带目标区域的长度来调整激光束束腰的位置，从而提高玻璃厚度的一致性。
43.在一些示例中，激光束控制系统采用多个激光束来扫描整个熔融玻璃带，以更快地扫描整个玻璃、用单个扫描系统覆盖更大的玻璃区域(例如，为了可扩展性)，及/或更容易在玻璃上建立固定(或随时间变化)的激光束图案。在一些示例中，激光束控制系统采用绕射光学元件、声光调制器或其他光学和电子装置中的一者或多者，以将激光束分成同时或顺序地经定向到熔融玻璃带的多个激光束。
44.参照图1，玻璃成形设备20包括成形楔形物22；成形楔形物22具有开口通道24；开口通道24在其纵向侧上由壁25和壁26界定。壁25和壁26分别在其上部终止于相对纵向延伸的溢流堰27和溢流堰28。溢流堰27和溢流堰28与一对相对且基本上垂直的成形表面30成为一体，该对成形表面30又与一对相对的向下倾斜的会聚成形表面32成为一体。一对向下倾斜的会聚表面32终止于大致上水平的下部顶点，该大致上水平的下部顶点包括成形楔形物22的根部34。在一些示例中，每个向下倾斜的会聚表面32可包括一对边缘引导器50。在图1示出了一个向下倾斜的会聚表面32和相应的一对边缘引导器。
45.通过与开放通道24流体连通的输送通道38将熔融玻璃输送到开放通道24中。在溢流堰27和28的上方，邻近开放通道24的每个端部设置有一对坝40，以将熔融玻璃的自由表面42的溢流作为独立的熔融玻璃流引导到溢流堰27和28上。在图1中仅示出了位于与输送通道38相邻的开放通道24的端部处的一对坝40。熔融玻璃之分开的流是向下流过一对相对的基本上垂直的成形表面30和一对相对的向下倾斜的会聚成形表面32到根部34，在根部34处熔融玻璃之分开的流(如图1中的虚线所示)会聚以形成玻璃带44。每对边缘引导器50将熔融玻璃沿各自向下倾斜的会聚成形表面32保持，直到熔融玻璃到达根部34为止。
46.牵拉辊46位于成形楔形物22的根部34的下游，并与玻璃带44的两侧处的侧边缘48接合，以向玻璃带44施加张力。牵拉辊46可充分地位于根部34的下方，玻璃带44的厚度在该根部34的下方位置处是基本上固定的。牵引辊46可用预先规定的速率向下拉动玻璃带44，该预先规定的速率确定了玻璃带在根部34处形成时的厚度。
47.图1亦示出了示例性的激光束控制系统10，其可包括经配置为产生并发射激光束13的激光产生器12。在一个实施例中，将激光束13引导至根部34下方(例如，正下方)的熔融玻璃，其中由激光束13提供的激光束能量在穿过熔融玻璃的入射点处是均匀的。如在图1的方面中所示，可由激光产生器12通过(例如)反射设备14将激光束13引导至熔融玻璃。尽管示出了一个产生往反射设备14的激光束13的激光产生器12，但在一些示例中，附加的激光束控制系统10可使用附加的激光产生器12及/或反射设备14。例如，激光束控制系统10可使用第二激光产生器12以通过反射设备14将激光束引导到熔融玻璃。做为另一示例，光束控制系统10可采用第二激光产生器12，以通过第二反射设备14将激光束引导至熔融玻璃。
48.在一个实施例中，反射设备14可包括反射表面15；反射表面15经配置为接收由激光产生器12产生和发射并反射到熔融玻璃的至少预定部分上的激光束13。反射设备14可以是(例如)经配置成使来自激光产生器12的激光束偏转的镜子。反射设备14因此可做为光束
转向及/或扫描装置。在图1中，激光束13经示为通过反射设备14作为经反射的激光束17前进到熔融玻璃的多个预选部分。
49.在一个示例中，反射表面15可包括镀金镜，但在其他示例中可使用其他类型的镜。例如，在某些应用中可能需要镀金镜，以提供相对于红外激光而言优越且一致的反射率。另外，镀金镜的反射率实际上与激光束13的入射角无关；因此，镀金镜特别适合作为扫描或激光束转向镜。
50.在图1示出的实施例中的反射设备14亦可包括调整机构16(例如，振镜或多边形扫描仪)；调整机构16经配置为相对于激光束13的接收及边缘指向器50的预选部分的位置来调整反射设备14的反射表面15的姿态。例如，反射设备14可旋转或倾斜反射表面15，以将激光束13(例如)作为反射激光束17引导到边缘指向器50的预定部分。
51.根据一个示例，调整机构16可包括检流计，该检流计与反射表面15可操作地相关联使得反射表面15可由检流计沿相对于玻璃带44的轴旋转。例如，反射表面15可安装在旋转轴18上；反射表面15由检流计马达驱动并围绕轴18a旋转，如双箭头19所示。
52.图2示出了示例性激光束控制系统10的部分，其中带箭头的实线表示激光束(例如，激光束13、经反射的激光束17)，而虚线表示电控制信号。在此示例中，激光束控制系统10可包括激光功率控制器55和控制计算机52。激光功率控制器55和控制计算机52中的每一者可包括一个或多个处理器、一个或多个现场可程序化门阵列(fpga)、一个或多个专用集成电路(asic)、一个或多个状态机、数字电路或任何其他合适的电路。在一些实施例中，可用任何合适的硬件或硬件及软件(例如，执行存储在内存中的指令的一个或多个处理器)来实施激光功率控制55和控制计算机52中的一者或多者。例如，例如为只读存储器(rom)、电子可擦拭可程序化只读存储器(eeprom)、闪存、可移动式磁盘、cd-rom、任何非挥发性内存或任何其他合适的内存的非瞬时计算机可读取介质可存储可由激光功率控制55和控制计算机52中的任何一个或多个处理器获得并执行的指令，以执行本文所述的一个或多个功能。
53.激光功率控制单元55可控制激光产生器12的操作，以使在激光产生器12处产生的激光束13的脉冲能量、光束宽度、功率水平及/或波长包括预选值。另外，激光功率控制单元55可控制激光产生器12产生激光束13的时间间隔。进而，可提供控制计算机52来控制激光功率控制单元55的操作，藉此激光功率控制单元55可使激光产生器12在预选的时间间隔内产生具有预选的波长和功率特性的激光束13。同时，控制计算机52可与反射设备14可操作地关联以控制调整机构16的功能，且控制计算机52可在使用振镜的特定示例中控制振镜的马达。因此，控制计算机52能够相对于反射表面15对激光束13的接收及熔融玻璃的预选部分的位置来调整反射表面15的姿势和位置。
54.例如，控制计算机52可配置调整机构16以在预选的时间区段，相对于接收到的激光束13及激光束在反射设备14的反射表面15处的反射，来在多个变化的姿势中调整(例如，倾斜或旋转)反射设备14的反射表面15。因此，可在各个预选时间区段期间将激光束13引导到熔融玻璃的多个预选部分上(例如如图1中的经反射的激光束17所示)，藉此控制熔融玻璃的厚度。
55.在一些示例中，如下文进一步所述，激光束控制系统10可包括将激光束导向多路复用器的动态聚焦模块。多路复用器可例如是时间多路复用器或分离多路复用器。多路复
用器可将激光束引导到一个或多个分束器。分束器可将激光束分成多个激光束，可将该多个激光束导向熔融玻璃。在一些示例中，激光束控制系统10可包括附加的反射表面15及/或相应的调整机构16，以将激光束引导至熔融玻璃。在一些示例中，控制计算机52可配置多路复用器、分束器和调整机构中的一者或多者。
56.图3a和图3b示出了激光束302，如由激光束控制系统10产生的入射在一部分熔融玻璃上的激光束，从而激光束在熔融玻璃上形成激光束形状304。熔融玻璃位于图3a和图3b中的相反箭头的位置处。在图3a中，激光束302相对于熔融玻璃的部分的入射角为0度(即，垂直于熔融玻璃的部分)。在图3b中，激光束302相对于熔融玻璃的部分的入射角大于0度(即，倾斜于熔融玻璃306的部分)，从而使激光束302在熔融玻璃上形成激光束形状306。如图3a和图3b中的激光束形状304和激光束形状306所分别指示，与图3a相比，在整个熔融玻璃的部分上的激光束302的功率密度在图3b中较小(因入射角增加)。如此一来，随着激光束302的入射角增加，在熔融玻璃的部分上的激光束302的功率密度降低，从而导致激光能量密度在熔融玻璃上的不均匀分布。
57.在一些示例中，激光束控制系统10补偿由于激光束302入射到熔融玻璃上的入射角引起的激光能量密度的降低。例如，控制计算机52可配置调整机构16以调整(例如，倾斜或旋转)反射设备14的反射表面15，以用入射角将激光束302引导至熔融玻璃。基于对反射表面15的调整，控制计算机52可基于激光束302的入射角来计算激光束302的预期功率密度。例如，当反射表面15将激光束302引导远离熔融玻璃的中心时(假定反射表面与熔融玻璃的中心成一直线，如图1所示)，控制计算机52可使激光功率控制单元55增加所产生的激光束302的功率。如此一来，激光束控制系统10保持与在整个熔融玻璃上扫描激光束时相同的功率密度。
58.图4示出了指示入射在熔融玻璃上的激光束反射强度的图。如图所示，经反射的激光束强度倾向于在布鲁斯特角上方的入射角处增加。如各种曲线所示，强度亦基于激光束偏振而变化。在此示例中，曲线rp标识出从熔融玻璃反射的p偏振激光束的强度，而曲线rs标识出从熔融玻璃反射的s偏振激光束的强度。
59.在一些示例中，激光束控制系统10补偿由于激光束302入射到熔融玻璃上的入射角而引起的激光能量反射的增加。例如，控制计算机52可配置调整机构16以调整(例如，倾斜或旋转)反射设备14的反射表面15，以用入射角将激光束302引导至熔融玻璃。基于对反射表面15的调整，控制计算机52可基于激光束302的入射角来计算激光束302的预期功率密度。例如，当反射表面15将激光束302引导远离熔融玻璃的中心时(假定反射表面与熔融玻璃的中心成一直线，如图1所示)，控制计算机52可使激光功率控制单元55增加所产生的激光束302的功率。如此一来，激光束控制系统10保持与在整个熔融玻璃上扫描激光束时相同的功率密度。
60.图5示出了通过窗504行进的激光束502所经历的横向移动(由“d”表示)。偏移是由与司乃耳定律(snell’s law)有关的物理原理引起的，且可至少在一些示例中根据如图所示的方程式计算。在方程式中，“n
2”表示窗504的材料的折射率，而“n
1”代表窗外部的环境(例如，空气)的折射率。在一些示例中，采用窗的堆栈或在窗之间采用水冷层。在这些示例中，根据窗的光学堆栈来修改方程式。
61.在一些示例中，激光束控制系统10补偿当激光束502行进通过窗(如窗504)时引起
的横向移动。例如，控制计算机52可基于例如司乃耳定律(snell’slaw，例如图5中所示的方程式)来计算激光束502行进通过窗时的预期的横向移动。控制计算机52接着可配置调整机构16，以基于由窗(其将激光束502引导至熔融玻璃)引起的预期的横向移动来调整(例如，倾斜或旋转)反射设备14的反射表面15。例如，假设激光束502在到达熔融玻璃的目标部分之前穿过窗。又，假设控制计算机52在以大于0
°
的角度(例如，不垂直于窗)前进通过窗时，计算激光束的预期的横向移动。控制计算机52可配置调整机构16以调整反射设备14的反射表面15，使得当激光束502从反射设备14反射离开时，激光束502将以一位置(该位置以预期的横向移动的量偏移)入射在窗上。如此一来，激光束502在前进通过窗之后，激光束502可到达熔融玻璃的目标部分(例如，而不是偏移所计算的横向移动量)。
62.图6a和图6b示出了激光束控制系统10对激光束的整形。图6a示出了具有激光束轮廓604的激光束602。激光束控制系统10可采用(例如)一个或多个光束整形元件来对如图6b所示的激光束进行整形。每个光束整形元件可例如是绕射光学元件(doe)或空间光调制器(slm)。在一些示例中，采用狭缝、针孔、透镜及/或镜子中的一者或多者来成形激光束。
63.例如，如图6b所示，激光束608可由一个或多个光束成形元件成形。如图所示，激光束608具有比激光束602更陡的边缘。例如，与激光束602相比，激光束608的形状更类似于“礼帽”。作为产生激光束608的结果，加热的玻璃上的厚度特征可具有更好地限定(例如，更锐利)的边缘。因此，可将激光束608在玻璃上的影响更狭窄地局部化，且因此可产生更高的空间频率厚度特征。图8亦示出了用于激光束608的激光束轮廓610。当激光束608入射在熔融玻璃上时，可在熔融玻璃上产生热影响区域。与由激光束602引起的热影响区域相比，可更窄地限定由激光束608引起的热影响区域。如此一来，通过产生激光束608，激光束控制系统10可更精确地控制在熔融玻璃上产生热的位置。例如，激光束控制系统10可在礼帽光束上产生较锐利的边缘，从而可更精确地控制热要引导到玻璃上的哪个位置。另外，与传统的高斯光束相比，可沿着光束轮廓提供更均匀的加热。
64.在一些示例中，激光束控制系统10可采用(例如)一个或多个光束整形元件来拉长激光束。例如，图7a示出了具有标称(例如，小的且对称的)光束形状的激光束，若以恒定高度在整个熔融玻璃上进行扫描，则可允许扫描中存在间隙(例如，熔融玻璃的区域不会被激光束“撞击”)。在此示例中，由于玻璃垂直于扫描仪的来回扫描运动而移动，故扫描图案中存在间隙。然而，图7b示出了已由激光束控制系统10(例如，其具有一个或多个光束整形元件)拉长的激光束。在此示例中，通过拉长激光束，激光束控制系统10减小或消除了熔融玻璃的扫描中的间隙(例如，当熔融玻璃垂直于扫描仪的来回扫描移动时)。在一些示例中，激光束控制系统10在拉伸方向上拉长激光束，以最小化或消除将激光束施加到熔融玻璃上时的间隙。在一些示例中，激光束控制系统10在扫描方向上拉长激光束，以最小化或消除将激光束施加到熔融玻璃上时的间隙。
65.图8示出了由激光束控制系统10所定位之熔融玻璃804上的激光束802的激光束束腰的位置。例如，当在整个熔融玻璃804上扫描激光束802时，从激光束源810(例如，反射设备14)到熔融玻璃804的距离“l”变化，而激光束802的激光束束腰806保持到激光束源810的距离“r”。例如，如图所示，与熔融玻璃802成法线(例如，θ＝0度)入射的激光束802的激光束束腰806(由相对的弯曲弧表示)可在熔融玻璃804的后方出现。相似地，相同的激光束802的激光束束腰806，但以非0度的角度入射(例如θ》0度)，可在熔融玻璃804前方出现。
66.在一些示例中，如当采用固定光学元件将激光束802从激光产生器12通过激光束源810传递到熔融玻璃804时，控制计算机52使激光功率控制单元55产生激光束802，使得不管激光束802在熔融玻璃上的入射角度为何，激光束802的束腰皆出现在距激光束源810相同的距离处(例如，如图8所示)。在此示例中，控制计算机52配置激光功率控制单元55以生成激光束802，使得当激光束802以法线角度(例如，θ＝0度)入射到熔融玻璃804上时，激光束802的束腰发生在熔融玻璃804后方的距离处(例如，“h”)。此距离可与当激光束802以最大角度(例如，θ是使得激光束802在熔融玻璃804的边缘处被接收的角度)入射在熔融玻璃804上时激光束802的束腰在熔融玻璃前方的距离相同。
67.图9a示出了当激光束与熔融玻璃804自法线成角度θ时，激光束802将从激光束源810行进到熔融玻璃804的附加距离(用“δl”表示)。换句话说，图9a示出了一种方法，该方法中对称地以关于垂直于玻璃的角度
±
θ扫描激光束802。在此，将激光束802名义上笔直指向玻璃。图10a示出具有曲线的图，该曲线指示激光束802将需要行进的附加距离相对于原始距离(由“l”表示)的百分比。图9b示出了激光束802将从激光束源810传播到熔融玻璃804的另一附加距离(由“δl'“表示)。在此示例中，激光束802相对于玻璃名义上倾斜一角度φ。另外，在整个熔融玻璃804上
±
θ对称地扫描激光束802。图10b示出了具有各种曲线的图表，该等各种曲线指示激光束802将需要行进的附加距离相对于原始距离的百分比，其中每个曲线代表各自的初始角度移动θ。
68.在一些示例中，激光束控制系统10补偿激光束束腰的变化位置。例如，控制计算机52可配置调整机构16以调整(例如，倾斜或旋转)反射设备14的反射表面15，以用入射角将激光束302引导至熔融玻璃。控制计算机52可(例如，基于从反射表面15到熔融玻璃804的已知距离和激光束相对于熔融玻璃804的入射角来)计算激光束802从反射表面15到熔融玻璃804行进的距离(例如，距离“l”)。在一些示例中，激光束控制系统10可控制激光束802的束腰出现在何处。例如，激光束控制系统10可通过在激光产生器12和反射设备14之间添加光学元件，或通过使用如动态聚焦装置1102的可调整光学模块来光学地控制激光束802的束腰发生的位置(在下文中进一步讨论)。例如，当反射表面15将激光束802引导离开熔融玻璃804的中心(假设反射表面与熔融玻璃的中心成一直线，如图1所示)时，控制计算机52可能导致激光功率控制单元55以产生激光束802，使得激光束802的束腰出现在距反射表面15更长的距离处(例如，与当激光束802经引导至熔融玻璃804的中心时相比)。如此一来，当在整个熔融玻璃804上扫描激光束802时，激光束控制系统10维持激光束802的束腰出现在熔融玻璃804处或附近。在一些示例中，控制计算机52控制动态聚焦装置(在下文中进一步讨论)，以校正从激光束源810到熔融玻璃804的距离的变化，使得在整个扫描中激光束802的束腰沿着熔融玻璃804经定位。
69.图11示出了多路复用激光束控制系统1100，其包括激光产生器12(在一些示例中，激光产生器12可包括激光功率控制器55)、动态聚焦装置1102、多路复用器1104(例如，激光束复用装置)和多个光束扫描装置1106，以将激光束1101从激光产生器12引导到熔融玻璃1150。在此示例中，玻璃在垂直于激光扫描平面的方向上名义上流动(即，进入/离开页)。可由(例如)图1的玻璃成形设备20提供熔融玻璃1150。尽管未示出，但多路复用激光束控制系统1100也可包括控制计算机52。在一些示例中，控制计算机52通讯耦合至激光产生器12、动态聚焦模块1102、多路复用器1104和光束扫描模块1106中的一者或多者。
70.在此示例中，动态聚焦装置1102从激光产生器12接收激光束1101，且动态聚焦装置1102是可操作的以提供所接收的激光束1101的独立聚焦(例如，通过聚焦透镜)。例如，控制计算机52可使动态聚焦装置1102调整所接收的激光束1101的聚焦。动态聚焦装置1102将所聚焦的激光束引导至多路复用器1104。
71.多路复用器1104可以是时间多路复用器(例如，在时间基础上，在各个路径之间制定激光束的路径)，或是空间多路复用器(例如，同时在各个路径之间制定激光束的路径)。例如，可时间地、空间地或空间时间地操作多路复用器1104。在一些示例中，控制计算机52配置多路复用器1104以在各种路径之间制定激光束(如到光束扫描装置1106)的路径。多路复用激光束可提供一个或多个优势，如允许为大拉伸使用单个激光产生器12缩放激光束控制系统1100。
72.在一些示例中，不是将动态聚焦装置1102定位在激光产生器12与多路复用器1104之间(例如，如当多路复用器1104是时间多路复用器时)，而是沿着自多路复用器1104到每个光束扫描装置1106的路径定位动态聚焦装置1102。
73.每个光束扫描装置1106可以是例如反射设备14。在一些示例中，每个光束扫描装置1106可以是绕射光学元件、声光调制器或其他光学和电子扫描装置。每个光束扫描装置1106可从多路复用器1104接收激光束，且在一部分熔融玻璃1150上扫描激光束，从而加热熔融玻璃的各个部分。在此示例中，每个光束扫描装置1106覆盖大约四分之一的熔融玻璃1150，但在一些示例中，由一个光束扫描装置1106覆盖的熔融玻璃的一部分可与由另一光束扫描装置1106覆盖的熔融玻璃的一部分重迭。
74.在一些示例中，每个光束扫描装置1106经通讯耦合到动态聚焦装置1102。动态聚焦装置1102可基于哪个光束扫描装置1106是启动的来重新调整激光束的焦点。例如，每个光束扫描装置1106可与动态聚焦装置1102同步，如当多路复用器1104同时在各个光束扫描装置之间分离激光束时。
75.在一些示例中，将每个光束扫描装置1106以已知的与多路复用器1104相距的距离和角度定位。例如，控制计算机52可基于用户输入或基于(例如)从数据库中获取数据来确定从多路复用器到每个光束扫描装置1106的距离和角度。控制计算机52可基于从多路复用器到每个启动的光束扫描装置1106的距离和角度来配置激光束的功率密度。
76.例如，控制计算机52可配置激光产生器12，以基于激光束在熔融玻璃1150上的入射角来调整激光束的功率密度。例如，多路复用激光束控制系统1100可补偿由于激光束到熔融玻璃1150上的入射角所引起的激光束的能量密度(其是设置给熔融玻璃1150)的降低。作为另一个示例，多路复用激光束控制系统1100可补偿由于激光束到熔融玻璃1150上的入射角引起的激光能量吸收的降低。如此一来，因每个光束扫描装置1106会在整个熔融玻璃1150上扫描激光束，故多路复用激光束控制系统1100保持相同的功率密度。
77.在一些示例中，多路复用激光束控制系统1100补偿由当激光束行进通过窗(如图5中的窗504)时激光束所造成的任何横向移动。在一些示例中，多路复用激光束控制系统1100将产生的激光束整形为具有陡峭的边缘。在一些示例中，多路复用激光束控制系统1100(例如，在拉伸方向上)拉长所产生的激光束，以最小化或消除任何间隙(因每个光束扫描装置1106会在整个熔融玻璃1150上扫描激光束)。在一些示例中，光束控制系统1100在扫描方向上拉长激光束，以最小化或消除向熔融玻璃1150施加激光束时的间隙。在一些示例
中，多路复用激光束控制系统1100(例如，通过一个或多个多路复用器)复位向激光束的路径，来调整激光束束腰出现的位置。
78.在一些示例中，多路复用激光束控制系统1100可包括附加的激光产生器12以产生附加的激光束，从而加热熔融玻璃1150的各部分。例如，激光束控制系统1100可使用第二激光器12、第二动态聚焦装置1102及第二多路复用器1104，以将第二动态聚焦装置1102产生的激光束通过光束扫描装置1106引导到熔融玻璃1150的各个部分。使用额外的激光产生器12可减少加热熔融玻璃1150的各个部分(例如全部)所需要的时间。
79.图12示出了多路复用激光束控制系统1200的部分，其包括多个分束器1108、多个反射设备1110、多个路径补偿器1114(在此示例中为可选的)及多个光束扫描装置1106，以将激光束1101引导至熔融玻璃1150。可由(例如)激光产生器12提供激光束1101。尽管未示出，但多路复用激光束控制系统1200亦可包括控制计算机52。
80.每个路径补偿器1114可以是(例如)静态路径补偿器或动态路径补偿器。每个路径补偿器1114可延迟通过路径补偿器的激光束。例如，控制计算机52可配置每个路径补偿器1114以将激光束延迟一段时间。
81.每个分束器1108可在两个或更多个路径之间分裂激光束。例如，分束器1108可将激光束分裂至沿着一条路径到另一束分束器1108，及沿着另一路径到反射设备1110。在一些示例中，分束器1108可(例如，从多个源，同时地或时间多任务复用地)接收多束激光束，并沿另一路径提供所接收到的激光束。例如，分束器1108可从反射设备1110和从另一个分束器1108接收激光束，并将所接收到的激光束提供给光束扫描装置1106。
82.在此示例中，六个光束扫描装置1106向熔融玻璃1150的各个部分提供激光束。在一些示例中，控制计算机52配置六个光束扫描装置1106中的每一者，以将激光束引导至熔融玻璃1150的各个部分。在一些示例中，控制计算机52配置六个光束扫描装置1106中的每一者，以将激光束引导至熔融玻璃1150之不重迭的各个部分。在一些示例中，控制计算机52配置六个光束扫描装置1106中的至少两者，以将激光束引导至熔融玻璃1150的重迭部分。
83.图13示出了多路复用激光束控制系统1300的部分，其包括多路复用器1112、多反射设备1110、多路径补偿器1114(在此示例中为可选的)及多光束扫描装置1106，以将激光束1101引导至熔融玻璃1150。可使用如聚焦路径补偿器的路径补偿器1114来重新调整光学路径的焦距，使得激光束仍聚焦在玻璃上。可由(例如)激光产生器12提供激光束1101。尽管未示出，但多路复用激光束控制系统1100亦可包括控制计算机52。
84.在此示例中，激光束1101在到达多路复用器1112(其可为时间多路复用器或分离多路复用器)之前可选地行进通过第一路径补偿器1114。基于多路复用器1112的配置，激光束可沿着一个或两个路径前进。沿着一路径，激光束在到达光束扫描装置1106之前，通过可选的第二路径补偿器1114进入(可由控制计算机52配置的)反射设备。光束扫描装置1106将激光束提供给熔融玻璃1150的各个部分。沿着另一条路径，激光束在到达光束扫描装置1106之前，前进到(可由控制计算机52配置的)反射设备。光束扫描装置1106将激光束提供给熔融玻璃1150的不同部分。
85.图14示出了多路复用激光束控制系统1400的部分，其包括多个分束器1108、多个反射设备1110、多个路径补偿器1114(在此示例中为可选的)和多个光束扫描装置1106，以(例如，从未示出的激光产生器12)引导激光束1101到熔融玻璃1150。虽然未示出，但多路复
用激光束控制系统1400亦可包括控制计算机52。
86.在此示例中，取决于多路复用激光束控制系统1400的配置，激光束1101可沿着包括多个反射设备1110的路径前进，每个反射设备可由控制计算机52配置。此外，每个光束扫描装置可经配置为将激光束引导到熔融玻璃1150的不同部分。在一些示例中，熔融玻璃的各个部分可彼此重迭。
87.图15示出了多路复用激光束控制系统1500的部分，其包括多个光束分束器1108、多个反射设备1110、多个路径补偿器1114和多个光束扫描装置1106以(例如，从未示出的激光产生器12)引导激光束1101到熔融玻璃1150。虽然未示出，但多路复用激光束控制系统1400亦可包括控制计算机52。
88.在此示例中，取决于多路复用激光束控制系统1500的配置，激光束1101可沿着包括多个反射设备1110的路径前进，每个反射设备可由控制计算机52配置。在一些示例中，路径包括路径补偿器1114。另外，每个光束扫描装置可经配置为将激光束引导到熔融玻璃1150的不同部分。在一些示例中，熔融玻璃的各个部分可彼此重迭。在一些示例中，光束扫描装置1106同时启动，从而在各个部分加热熔融玻璃1150。在一些示例中，光束扫描装置1106的子集在任何时候皆是启动的。例如，控制计算机52可配置多路复用激光束控制系统1500，使得一次启动每个其他光束扫描装置1106。
89.图16示出了可由一个或多个计算装置(如控制计算机52)执行的示例性方法。可执行方法以调整熔融玻璃带的厚度。在一些示例中，当在整个玻璃上扫描激光束时，连续地执行方法。例如，当在整个玻璃表面上扫描激光束时可连续进行计算，及在形成玻璃时连续地调整激光束功率(及/或激光束形状及焦点等)。在步骤1602处开始，可确定玻璃成形设备20的反射设备14相对于要被激光束加热的熔融玻璃的位置。在步骤1604处，确定从反射设备14反射的激光束到熔融玻璃上的预期入射角。在步骤1606处，基于所计算的入射角来计算激光束的功率密度。例如，控制计算机52可基于熔融玻璃的目标厚度分布或目标温度分布及入射角来确定激光束的功率密度。进行到步骤1608，激光产生器12经配置为产生具有所计算的功率密度的激光束。在步骤1610处，用所产生的激光束将一部分熔融玻璃加热一预定时间。在一些示例中，在扫描期间连续移动激光束，同时动态调整其功率。
90.在步骤1612处，确定是否已加热预定长度的熔融玻璃。例如，确定是否皆已加热减去侧边缘48的整个长度。若已加热预定长度的熔融玻璃，则方法结束。否则，若尚未加热预定长度的熔融玻璃，则方法前进至步骤1614，在此步骤中调整反射设备14的位置。例如，调整反射设备14，使得所产生的激光将加热熔融玻璃的不同部分。方法接着返回到步骤1604。
91.图17示出了可由一个或多个计算装置(如控制计算机52)执行的示例性方法。在步骤1702处开始，配置多路复用器1104以向多个光束扫描装置1106提供激光束。在步骤1704处，动态聚焦装置与多个光束扫描装置1106同步。在步骤1706处，激光产生器12经配置为产生从激光产生器12到达多路复用器1104、及从多路复用器1104到达多个光束扫描装置1106中的至少一者的激光束。在步骤1708处，用来自多个光束扫描装置1106中的至少一者的激光束来加热一部分熔融玻璃。方法接着结束。
92.尽管上文描述的方法是参考所图示的流程图，但应当理解，可使用执行与方法相关联的动作的许多其他方式。例如，一些操作的顺序可改变，且所描述的一些操作可以是可选的。
93.另外，本文所描述的方法和系统可至少部分地以计算机实施处理和用于实施那些处理的设备的形式来体现。所公开的方法亦可至少部分地以用计算机程序代码所编码的有形的、非瞬时的机器可读取存储介质的形式来体现。例如，方法的步骤可用硬件、以可由处理器执行的可执行指令(例如，软件)，或硬件及软件的组合来体现。介质可包括例如ram、rom、cd-rom、dvd-rom、bd-rom、硬盘驱动、闪存或任何其他非瞬时机器可读取存储介质。当将计算机程序代码加载到计算机中并由计算机执行时，计算机成为用于实施方法的设备。方法也可至少部分地以计算机的形式体现；在该计算机中加载或执行计算机程序代码从而该计算机成为用于实施方法的专用计算机。当在通用处理器上实施计算机程序代码段时，该等计算机程序代码段将处理器配置为建立特定的逻辑电路。方法可替代地至少部分地体现在用于执行方法的专用集成电路中。
94.提供前述内容是为了说明、解释和描述本技术案的实施例。对所属技术领域中一般技术人员来说，对这些实施例的修改和调适将是显而易见的，且可在不脱离本技术案的范围或精神的情况下对这些实施例进行修改和调适。