高重复频率ArF准分子激光器能量控制算法研究

为了实现工业用高重复频率ArF准分子激光器脉冲能量稳定,从电源控制的角度进行了脉冲能量控制技术的基础研究。介绍了高重复频率ArF准分子激光器能量稳定闭环控制原理,使用近似方法建立了准分子激光器脉冲能量和放电电压的函数模型,提出一种基于实时检测脉冲能量的电压调节比例积分算法,并结合函数模型和控制算法进行了MATLAB仿真。结果表明,建立的脉冲能量模型是合理的,且提出的比例积分算法在提高激光器脉冲输出能量稳定性方面是有效的。

ArF准分子激光器废气分析及处理技术

随着稀有气体卤化物准分子激光器的推广应用,直接排入大气中的废气给人体和环境带来了严重危害。为了降低其危害程度,分析了Ar F准分子激光器工作气体反应动力学和废气成分,得知其危害主要来源于废气中的含卤气体。卤化物准分子激光器废气处理装置具有两级吸收净化含卤气体的功能,采用总体积约50 L的Na OH(1.0 mol/L)和Ca(OH)2(0.02 mol/L)碱液对废气中含卤成分进行第一次吸收,采用总质量约1.0 kg的Ca(OH)2和Ca O固态碱性粉末(质量比为74∶112)固态碱性混合物对废气进行进一步净化。使用该装置对医用型Ar F准分子激光器的废气进行净化处理实验研究,实验结果表明,该废气处理装置可以吸附废气中95.6%的氟气,而且当碱液吸附效果不明显时,只需增加质量约74 g的Ca(OH)2可恢复其活性。

用于ArF准分子激光器的CaF_2衬底性能的实验表征

对用于ArF准分子激光器的CaF2衬底进行了表征实验研究。采用分光光度计测量了CaF2衬底的透射光谱和反射光谱,利用激光量热法测量了CaF2衬底吸收,分别利用原子力显微镜(AFM)和白光干涉仪(WLI)测量了CaF2衬底的表面粗糙度,并计算了功率谱密度(PSD)和表面散射,最后分别测量了CaF2衬底的荧光光谱、红外光谱和拉曼光谱。激光量热法测量5 mm厚准分子级CaF2衬底的吸收结果为922×10-6。AFM和WLI测得的CaF2衬底表面粗糙度均方根值分别为0.22和1.24 nm,计算表面散射损耗分别为0.005%和0.25%。荧光光谱在紫外(UV)级CaF2衬底中检测到Ce3+等杂质离子。红外光谱和拉曼光谱在CaF2衬底表面没有检测到水气和有机污染物。实验结果表明,激光量热法可以精确地测量和评价准分子级CaF2衬底的吸收,表面粗糙度的测量结果需要与散射的实测结果综合起来进行评价,荧光和红外等光谱技术是检测CaF2衬底内部痕量杂质及表面污染的有效手段。

ArF准分子激光光源电极系统设计及电场仿真研究

电极系统是ArF准分子激光光源的核心部件。首先通过对ArF准分子激光光源电极系统的初步设计,得到合适的放电区尺寸,提供了电极和预电离电极电压的加载方式,从而形成由阴极、阳极、预电离电极、陶瓷件和工作气体五部分组成的电极系统简化模型。然后基于该电极系统简化模型,在不同电压加载条件下进行了电场仿真。仿真结果表明,放电区域电场分布均匀对称,电极系统设计较为合理。