一种应用相变材料的光源温控装置、光源及光源温控方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种应用相变材料的光源温控装置，具体包括光源温控器，光源温控器具有至少一与光源相贴的导热面，并具有相变材料，相变材料通过导热面与光源进行热传递；相变材料被配置为相变点在光源的工作温度附近某一指定范围内；测温元件，测温元件设于相变材料内，检测相变材料的温度；冷却系统，冷却系统的至少一部分冷却元件伸入相变材料内或与相变材料相贴。本发明专利技术的装置利用了相变材料在相变点可以吸收或放出大量热量的同时保持温度不变的特点，无需高精度的温度传感器就能够控制激光光源的温度保持稳定。光光源的温度保持稳定。光光源的温度保持稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种应用相变材料的光源温控装置、光源及光源温控方法


[0001]本专利技术属于温度控制
，具体涉及一种应用相变材料的光源温控装置、光源及光源温控方法。

技术介绍

[0002]光刻机的激光光源在运作的时候会产生较大的热量，同时其性能对于温度变化十分敏感，因此激光光源对于温控系统的稳定性要求较高，目前激光光源主要采用水冷降温，而主流的水冷机一般采用不断开停的开机率控制方法对(时间的积分)平均温度进行控制，即水温升高到一定程度冷却系统内部的制冷机开机进行降温，降温到一定程度停止制冷机运行。这种控制方法带来了无法避免的温度波动。采用高精度的温度探头和更频繁的启停制冷机可以使控温精度升高，但昂贵的探头成本和频繁启停对制冷机的损耗使得这种方案的性价比较低。
[0003]因此需要一种光源温控装置、光源及光源温控方法，无需高精确度的温度探头即可实现光源温度的精确控制。

技术实现思路

[0004]基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本专利技术的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个，换言之，本专利技术的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的一种应用相变材料的光源温控装置、光源及光源温控方法。
[0005]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种应用相变材料的光源温控装置，具体包括：
[0007]光源温控器，光源温控器具有至少一与光源相贴的导热面，并具有相变材料，相变材料通过导热面与光源进行热传递；相变材料被配置为相变点在光源的工作温度附近某一指定范围内；
[0008]测温元件，测温元件设于相变材料内，检测相变材料的温度；
[0009]冷却系统，冷却系统的至少一部分冷却元件伸入相变材料内或与相变材料相贴。
[0010]控制器，控制器接收测温元件的温度数据，在温控数据超过预设值时控制冷却系统对相变材料冷却。
[0011]作为一种优选的方案，光源温控器上开设光源的安装孔或安装槽，安装孔或安装槽与光源相贴的至少一部分由导热面构成。
[0012]作为一种进一步优选的方案，安装孔或安装槽以矩阵形式排列为多排。
[0013]作为一种进一步优选的方案，其特征在于，
[0014]冷却元件为冷却管，冷却管伸入相变材料，并设置于相邻两排安装孔或安装槽的中心。
[0015]作为一种优选的方案，相变材料为改性石蜡。
[0016]作为一种优选的方案，装置还包括：
[0017]冷却系统传感器，冷却系统传感器包括流量计和温度计，设于冷却系统的冷却介质进出口，并与控制器电性连接。
[0018]第二方面，本专利技术还提供一种应用相变材料的温控光源，包括光源，还包括如上述任一项的应用相变材料的光源温控装置，光源的至少一部分与导热面相贴。
[0019]第三方面，本专利技术还提供一种光刻机，包括光源，光源使用如上述的温控光源。
[0020]第四方面，本专利技术还提供一种光源温控方法，应用如上述任一项的应用相变材料的光源温控装置，具体包括：
[0021]设置温控标定值、温控上界值、温控下界值、温控调整值和温控等待时间，温控标定值与相变材料的相变点温度相等；
[0022]初始状态下，冷却系统的工作温度为温控标定值；获取相变材料的温度，若相变材料的温度高于温控上界值，则每持续温控等待时间，将冷却系统的工作温度上调温控调整值；若相变材料的温度低于温控下界值，则每持续温控等待时间，将冷却系统的工作温度下调温控调整值；若相变材料的温度处于温控上界值和温控下界值之间，将冷却系统的工作温度重置为温控标定值。
[0023]第五方面，本专利技术还提供另一种光源温控方法，应用如上述的应用相变材料的光源温控装置，具体包括：
[0024]设置温控标定值和冷却系统中载冷介质的比热容，温控标定值与相变材料的相变点温度相等；
[0025]获取相变材料的温度及总相变潜热，并获取冷却系统中载冷介质的流量和进口温度、出口温度，
[0026]若相变材料的温度高于相变点，则开启冷却系统的制冷，并根据载冷介质的流量和进口温度、出口温度持续计算相变材料的实时热量；若相变材料的实时热量高于预设值，则开启冷却系统的制冷；若相变材料的实时热量低于预设值，则关闭冷却系统的制冷。
[0027]本专利技术与现有技术相比，有益效果是：
[0028]本专利技术的装置利用了相变材料在相变点可以吸收或放出大量热量的同时保持温度不变的特点，无需高精度的温度传感器就能够控制激光光源的温度保持稳定。
[0029]本专利技术的方法利用冷却系统控制相变材料的相变潜热，从而保证相变材料一直有足够的相变潜热控制激光光源的温度，进而使光源温控装置无需使用高精度的温度计即可实现稳定温度运行，同时能够解决冷却系统的温度波动问题，使冷却系统无需以高精度持续输出指定温度的冷却介质。
附图说明
[0030]图1是本申请实施例的一种光源温控装置的结构示意图；
[0031]图2是本申请实施例的光源温控器的结构示意图；
[0032]图3是本申请实施例的冷却系统的冷却管布置示意图；
[0033]图4是本申请实施例的光源温控方法的流程图。
具体实施方式
[0034]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述。
[0035]在下述介绍中，提供了本申请的多个实施例，不同实施例之间可以替换或者合并组合，因此本申请也可认为包含所记载的相同和/或不同实施例的所有可能组合。因而，如果一个实施例包含特征A、B、C，另一个实施例包含特征B、D，那么本申请也应视为包括含有A、B、C、D的一个或多个所有其他可能的组合的实施例，尽管该实施例可能并未在以下内容中有明确的文字记载。
[0036]下面的描述提供了示例，并且不对权利要求书中阐述的范围、适用性或示例进行限制。可以在不脱离本申请内容的范围的情况下，对描述的元素的功能和布置做出改变。各个示例可以适当省略、替代或添加各种过程或组件。例如所描述的方法可以以所描述的顺序不同的顺序来执行，并且可以添加、省略或组合各种步骤。此外，可以将关于一些示例描述的特征组合到其他示例中。
[0037]本申请的一个实施例提出了一种应用相变材料的光源温控装置，具体包括：
[0038]光源温控器，光源温控器具有至少一与光源相贴的导热面，并具有相变材料，相变材料通过导热面与光源进行热传递；相变材料被配置为相变点在光源的工作温度附近某一指定范围内；
[0039]测温元件，测温元件设于相变材料内，检测相变材料的温度；
[0040]冷却系统，冷却系统的至少一部分冷却元件伸入相变材料内或与相变材料相贴。
[0041]在一个具体的实施例中，上述应用相变材料的光源温控装置的结构如图1所示，包括两个间隔一定距离平行布置的光源温控器1，和与光源温控器同向布置、冷却管插入光源温控器1内部的冷却系统2。
[0042]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用相变材料的光源温控装置，其特征在于，具体包括：光源温控器，所述光源温控器具有至少一与光源相贴的导热面，并具有相变材料，所述相变材料通过所述导热面与光源进行热传递；所述相变材料被配置为相变点在光源的工作温度附近某一指定范围内；测温元件，所述测温元件设于所述相变材料内，检测所述相变材料的温度；冷却系统，所述冷却系统的至少一部分冷却元件伸入所述相变材料内或与所述相变材料相贴。控制器，所述控制器接收所述测温元件的温度数据，在所述温控数据超过预设值时控制所述冷却系统对所述相变材料冷却。2.如权利要求1所述的一种应用相变材料的光源温控装置，其特征在于，所述光源温控器上开设光源的安装孔或安装槽，所述安装孔或安装槽与光源相贴的至少一部分由所述导热面构成。3.如权利要求2所述的一种应用相变材料的光源温控装置，其特征在于，所述安装孔或安装槽以矩阵形式排列为多排。4.如权利要求3所述的一种应用相变材料的光源温控装置，其特征在于，所述冷却元件为冷却管，所述冷却管伸入所述相变材料，并设置于相邻两排安装孔或安装槽的中心。5.如权利要求1所述的一种应用相变材料的光源温控装置，其特征在于，所述相变材料为改性石蜡。6.如权利要求1所述的一种应用相变材料的光源温控装置，其特征在于，还包括：冷却系统传感器，所述冷却系统传感器包括流量计和温度计，设于所述冷却系统的冷却介质进出口，并与所述控制器电性连接。7.一种应用相变材料的温控光源，包括光源，其特征在于，还包括如权利要求1
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6任一项所述的应用...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晋东，
申请(专利权)人：杭州新诺微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：