一种用于准分子激光器的脉冲能量测量电路制造技术

本实用新型专利技术涉及准分子激光器技术领域，提供了一种用于准分子激光器的脉冲能量测量电路，该电路包括：转换模块，将待测激光脉冲信号转换成电信号，并将电信号分成待测电信号和控制待测电信号宽度的控制电信号后输出；滤波模块，与转换模块相连，对干扰信号进行滤除；积分模块，与滤波模块相连，对滤波模块输出的电信号进行积分；比较模块，与转换模块相连，比较模块根据控制电信号输出含有信号截取宽度的开关信号；截取模块，与比较模块相连，积分模块连接截取模块，截取模块根据比较模块输出的开关信号对积分模块输出的电信号进行截取得到防失真电信号；还包括放大模块。该测量电路能够满足对准分子激光器中高重频、高精度激光脉冲的实时测量。

A pulse energy measurement circuit for excimer laser

【技术实现步骤摘要】
一种用于准分子激光器的脉冲能量测量电路
本技术涉及准分子激光器
，更具体而言，涉及一种用于准分子激光器的脉冲能量测量电路。
技术介绍
准分子激光器是一种波长处于紫外波段的脉冲气体激光器，其工作物质由惰性气体(氖气、氩气、氪气、氙气等)和卤族元素(氟、氯、溴等)组成，在基态时，成两种原子气体混合状，被短脉冲电流激发到高能级时生成化合物，化合物的每个分子由两种气体各贡献一个原子组成，成准分子态，当电子从高能级跃迁到低能级时辐射出紫外激光。准分子激光器是目前主流光刻机的主要光源，为了精确控制光刻机曝光剂量，对准分子激光器能量输出提出了很高的要求，为了实现高精度能量输出，准分子激光器需要高精度能量传感器实现闭环控制，确保激光器能在一定范围内恒能量输出。在专利CN108923754中，提出了一种光电探测器放大装置，通过电阻、电容与放大芯片的组合设计使该放大装置具有高增益、低噪声等功能，可以实现对微弱信号的放大和探测，但是对于准分子激光脉冲信号，转换后的脉冲宽度只有几十纳秒，要准确的采集到峰值信号，采集速度至少是激光脉冲信号的十倍以上，单纯的信号放大，使得采样系统设计难度增加，即使采用高速采集芯片，也无法保证能量测量的稳定性和速度。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种用于准分子激光器的脉冲能量测量电路，该电路降低了数据采集的难度，可实现对准分子激光器中高重频、高精度激光脉冲能量的实时测量。为了解决上述技术问题，本技术提供了一种适用于准分子激光器的脉冲能量测量电路，所述测量电路包括：>转换模块，用于将待测激光脉冲信号转换成电信号，并将所述电信号分成待测电信号和用于控制所述待测电信号宽度的控制电信号后输出；滤波模块，所述滤波模块的输入端与所述转换模块的输出端相连，用于对所述待测电信号中的干扰信号进行滤除；积分模块，所述积分模块的输入端与所述滤波模块的输出端相连，用于对所述滤波模块输出的电信号进行积分；比较模块，所述比较模块的输入端与所述转换模块的输出端相连，所述比较模块根据所述控制电信号输出含有信号截取宽度的开关信号；截取模块，所述截取模块的输入端与所述比较模块的输出端相连，所述积分模块的输出端连接所述截取模块，所述截取模块根据所述比较模块输出的开关信号对所述积分模块输出的电信号进行截取以得到防失真电信号；放大模块，用于对所述防失真电信号进行放大。优选地，所述测量电路还包括：采集模块，用于对放大后的防失真电信号进行幅值采集；数据处理模块，用于对采集到的幅值进行数据处理以得到所述待测激光脉冲能量。优选地，所述测量电路还包括峰值保持模块，所述峰值保持模块的输入端与所述积分模块的输出端相连，所述峰值保持模块的输出端与所述截取模块相连，所述峰值保持模块用于对所述积分模块输出的电信号进行峰值保持。优选地，所述测量电路还包括峰值保持模块，所述峰值保持模块的输入端连接所述截取模块，所述峰值保持模块的输出端与所述放大模块的输入端相连，所述峰值保持模块用于对所述防失真电信号进行峰值保持。优选地，所述比较模块包括输入端与转换模块的输出端相连的第一电压比较单元、以及输入端与所述第一电压比较单元的输出端相连的第二电压比较单元；所述第一电压比较单元包括第一同相输入端、第一反相输入端和第一输出端；所述第一同相输入端通过第一分压电路分别与电源和模拟地相连；所述第一反相输入端与所述转换模块的输出端相连；所述第一输出端与第一可变电阻和第一电容的连接点相连，所述第一可变电阻的一端与电源相连，另一端与模拟地相连，所述第一电容的另一端与模拟地相连；所述第一电压比较单元将所述第一同相输入端的电压值与所述第一反相输入端的电压值进行比较，并根据比较结果输出电平信号；其中，当所述第一同相输入端的电压值大于所述第一反相输入端的电压值时，所述第一电压比较单元输出的电平信号为高电平，所述高电平经过第一可变电阻的有效阻值后，分流至所述第一电容以对所述第一电容充电、和所述第一输出端输出；当所述第一同相输入端的电压值小于所述第一反相输入端的电压值时，所述第一电压比较单元输出的电平信号为低电平，所述第一电容开始放电至所述第一输出端以输出；所述第二电压比较单元的输入端与所述第一输出端相连，所述第二电压比较单元将所述第一输出端输出的电压值与预设电压阈值进行比较，并根据比较结果输出含有信号截取宽度的开关信号；其中，当所述第一输出端输出的电压值大于所述预设电压阈值时，所述第二电压比较单元输出的开关信号为高电平，当所述第一输出端输出的电压值小于所述预设电压阈值时，所述第二电压比较单元输出的开关信号为低电平，所述低电平持续的时间即为信号截取宽度。更优选地，所述截取模块的输入端与所述第二电压比较单元的输出端相连，所述截取模块包括光电耦合器，当所述第二电压比较单元输出的开关信号为高电平时，光电耦合器导通，当所述第二电压比较单元输出的开关信号为低电平时，光电耦合器断开直至所述第二电压比较单元输出的开关信号为高电平时光电耦合器再次导通，所述光电耦合器断开的过程即为信号截取过程，所截得的电信号即为防失真电信号。优选地，所述转换模块包括高速光电二极管。优选地，所述放大模块包括电压放大器和第二可变电阻，所述第二可变电阻用于使放大后的防失真电信号的幅值稳定。与现有技术相比，本技术提供的用于准分子激光器的脉冲能量测量电路不仅能够实现脉冲峰值信号的保持，使输出信号在有效时间内保持稳定，而且还能够根据高重频的要求，调整有效信号的保持时间，使输出信号稳定不失真，能够满足对准分子激光器中高重频、高精度激光脉冲的实时测量。采用本技术提供的测量电路通过对电信号进行滤波、积分、截取并控制截取的宽度和放大等操作，提高了后续进行信号采集时的精度和稳定性，进而提高了能量测量的准确性，解决了现有技术无法保证脉冲能量测量的稳定性和精度的问题。附图说明图1是根据一个实施方式的脉冲能量测量方法流程图。图2是根据第一个实施方式的脉冲能量测量电路结构框图。图3是根据第二个实施方式的脉冲能量测量电路结构框图。图4是根据第三个实施方式的脉冲能量测量电路结构框图。图5是根据一个实施方式的π型滤波电路和积分电路示意图。图6是根据一个实施方式的双路电压比较电路示意图。图7是根据一个实施方式的信号截取电路和电压放大电路示意图。图8是根据一个实施方式的测量电路输出波形示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对本技术的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本技术具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于准分子激光器的脉冲能量测量电路，其特征在于，所述测量电路包括：/n转换模块，用于将待测激光脉冲信号转换成电信号，并将所述电信号分成待测电信号和用于控制所述待测电信号宽度的控制电信号后输出；/n滤波模块，所述滤波模块的输入端与所述转换模块的输出端相连，用于对所述待测电信号中的干扰信号进行滤除；/n积分模块，所述积分模块的输入端与所述滤波模块的输出端相连，用于对所述滤波模块输出的电信号进行积分；/n比较模块，所述比较模块的输入端与所述转换模块的输出端相连，所述比较模块根据所述控制电信号输出含有信号截取宽度的开关信号；/n截取模块，所述截取模块的输入端与所述比较模块的输出端相连，所述积分模块的输出端连接所述截取模块，所述截取模块根据所述比较模块输出的开关信号对所述积分模块输出的电信号进行截取以得到防失真电信号；/n放大模块，用于对所述防失真电信号进行放大。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于准分子激光器的脉冲能量测量电路，其特征在于，所述测量电路包括：
转换模块，用于将待测激光脉冲信号转换成电信号，并将所述电信号分成待测电信号和用于控制所述待测电信号宽度的控制电信号后输出；
滤波模块，所述滤波模块的输入端与所述转换模块的输出端相连，用于对所述待测电信号中的干扰信号进行滤除；
积分模块，所述积分模块的输入端与所述滤波模块的输出端相连，用于对所述滤波模块输出的电信号进行积分；
比较模块，所述比较模块的输入端与所述转换模块的输出端相连，所述比较模块根据所述控制电信号输出含有信号截取宽度的开关信号；
截取模块，所述截取模块的输入端与所述比较模块的输出端相连，所述积分模块的输出端连接所述截取模块，所述截取模块根据所述比较模块输出的开关信号对所述积分模块输出的电信号进行截取以得到防失真电信号；
放大模块，用于对所述防失真电信号进行放大。


2.如权利要求1所述的脉冲能量测量电路，其特征在于，所述测量电路还包括：
采集模块，用于对放大后的防失真电信号进行幅值采集；
数据处理模块，用于对采集到的幅值进行数据处理以得到所述待测激光脉冲能量。


3.如权利要求1所述的脉冲能量测量电路，其特征在于，所述测量电路还包括峰值保持模块，所述峰值保持模块的输入端与所述积分模块的输出端相连，所述峰值保持模块的输出端与所述截取模块相连，所述峰值保持模块用于对所述积分模块输出的电信号进行峰值保持。


4.如权利要求1所述的脉冲能量测量电路，其特征在于，所述测量电路还包括峰值保持模块，所述峰值保持模块的输入端连接所述截取模块，所述峰值保持模块的输出端与所述放大模块的输入端相连，所述峰值保持模块用于对所述防失真电信号进行峰值保持。


5.如权利要求1所述的脉冲能量测量电路，其特征在于，所述比较模块包括输入端与转换模块的输出端相连的第一电压比较单元、以及输入端与所述第一电压比较单元的输出端相连的第二电压比较单元；
所述第一电压比较单元包括第一同相输入端、第一反相输入端和第一输出端；所述第一同...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷青青，韩晓泉，刘广义，江锐，杨军红，张华，李亚飞，冯泽斌，赵江山，
申请(专利权)人：北京科益虹源光电技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11