專利名稱：兩路反饋信號(hào)相對(duì)時(shí)差的精確測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及準(zhǔn)分子激光器雙腔放電同步領(lǐng)域，特別是用作光刻光源的高重頻ArF準(zhǔn)分子激光器MOPA雙腔氣體放電同步控制，具體涉及兩路反饋信號(hào)相對(duì)時(shí)差的精確測(cè)量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，準(zhǔn)分子激光是大規(guī)模半導(dǎo)體集成電路光刻的主要光源。隨著光刻對(duì)光源輸出功率和線寬要求的提高，單腔結(jié)構(gòu)準(zhǔn)分子激光器難以同時(shí)滿足線寬與功率的要求。雙腔結(jié)構(gòu)的主振-振蕩放大技術(shù)被引入以解決此矛盾。其基本思想是利用種子腔產(chǎn)生小能量的窄線寬種子光，注入放大腔輸出大能量脈沖，從而得到窄線寬、大功率的優(yōu)質(zhì)激光束。典型的雙腔結(jié)構(gòu)為主振蕩器-功率放大器(ΜΟΡΑ : Master oscillator power amplifier)結(jié) 構(gòu)。MOPA雙腔激光器高壓放電產(chǎn)生激光。為了使激光系統(tǒng)正常運(yùn)行，雙腔放電時(shí)間必須同步。準(zhǔn)分子激光器從脈沖觸發(fā)到最后高壓放電，將產(chǎn)生約十幾微秒的延遲，而且雙腔高壓放電持續(xù)時(shí)間非常短，通常只有幾十個(gè)納秒?，F(xiàn)有技術(shù)只能減小雙腔放電時(shí)序誤差，無(wú)法消除誤差，最終產(chǎn)生的誤差稱為“抖動(dòng)”。高重頻ArF準(zhǔn)分子激光器MOPA雙腔氣體放電的時(shí)間同步抖動(dòng)要求在+/_5ns，本發(fā)明旨在精確測(cè)量出MOPA雙腔放電時(shí)差，誤差控制在Ins內(nèi)，并把該時(shí)差送給同步系統(tǒng)，從而調(diào)節(jié)MOPA雙腔同步放電。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于高重頻ArF準(zhǔn)分子激光器中兩路反饋信號(hào)相對(duì)時(shí)差的精確測(cè)量系統(tǒng)。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
兩路反饋信號(hào)相對(duì)時(shí)差的精確測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于包括有兩路反饋信號(hào)laserl, laser2的相對(duì)時(shí)差脈沖信號(hào)獲得模塊和時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換(TDC)系統(tǒng)，兩路反饋信號(hào)laserl、laser2分別經(jīng)過(guò)濾波器濾波后接入比較器，再經(jīng)過(guò)隔離器隔離后，送給相對(duì)時(shí)差脈沖信號(hào)獲得模塊，相對(duì)時(shí)差脈沖信號(hào)獲得模塊包括有4個(gè)D觸發(fā)器、兩個(gè)與門和一個(gè)或門電路，兩路反饋信號(hào)laserl、laser2分別接入兩個(gè)D觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端CP，四個(gè)D觸發(fā)器分為兩組，一個(gè)接入反饋信號(hào)laserl的D觸發(fā)器和一個(gè)接入反饋信號(hào)laser2的D觸發(fā)器構(gòu)成一組，每組的兩個(gè)D觸發(fā)器中一個(gè)由清零端&接入頻率脈沖信號(hào)、一個(gè)由置位端f接入頻率脈沖信號(hào)，每組中的兩個(gè)D觸發(fā)器的輸出端分別接入一個(gè)與門電路的兩個(gè)信號(hào)輸入端，兩個(gè)與門電路的信號(hào)輸出端分別接入一個(gè)或門電路的兩個(gè)信號(hào)輸入端，或門電路的信號(hào)輸出端輸出兩路反饋信號(hào)laserl、laser2的相對(duì)時(shí)差脈沖信號(hào)；所述的TDC系統(tǒng)包括TDC-GP2芯片、MCU和數(shù)碼管，MCU通過(guò)SPI接口與TDC-GP2芯片通信連接，或門電路的信號(hào)輸出端接入TDC-GP2芯片的Start、Stop引腳，TDC-GP2芯片內(nèi)部計(jì)算兩路反饋信號(hào)laserl、laser2的相對(duì)時(shí)差，TDC-GP2芯片把輸入脈沖時(shí)差保存在內(nèi)部輸出寄存器中，并把中斷信號(hào)發(fā)至MCU，MCU讀取TDC-GP2芯片的內(nèi)部輸出寄存器，并把時(shí)間傳送至數(shù)碼管顯示。所述的兩路反饋信號(hào)相對(duì)時(shí)差的精確測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的TDC-GP2芯片是德國(guó)ACAM公司的新一代時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片。本發(fā)明的原理是
兩路反饋信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波、比較、隔離后，送給相對(duì)時(shí)差脈沖信號(hào)獲得模塊，得到兩路反饋信號(hào)的相對(duì)時(shí)差脈沖信號(hào)；然后送給TDC系統(tǒng)，脈沖信號(hào)由TDC系統(tǒng)處理后，通過(guò)SPI接口與MCU通信，把脈沖信號(hào)時(shí)差送給MCU，并顯示。相對(duì)時(shí)差脈沖信號(hào)獲得模塊主要由4個(gè)D觸發(fā)器、兩個(gè)與門和一個(gè)或門電路組成，首先，頻率脈沖信號(hào)給4個(gè)D觸發(fā)器置位或復(fù)位，兩路反饋信號(hào)輸入后，輸出的脈沖信號(hào)為兩路反饋信號(hào)的相對(duì)時(shí)差脈沖信號(hào)；TDC系統(tǒng)包括TDC-GP2芯片、MCU和數(shù)碼管MCU通過(guò)SPI接口與TDC-GP2通信，通過(guò)初始化TDC-GP2芯片內(nèi)部的6個(gè)24位的寄存器，對(duì)TDC-GP2芯 片進(jìn)行初始設(shè)置，TDC-GP2芯片由Start、Stop引腳輸入脈沖信號(hào)，按照6個(gè)寄存器的設(shè)置，TDC-GP2通過(guò)內(nèi)部ALU計(jì)算時(shí)差，把輸入脈沖時(shí)差保存在輸出寄存器中，并向MCU發(fā)送中斷信號(hào)，這時(shí)MCU便可以讀取TDC-GP2內(nèi)部輸出寄存器，并把時(shí)間用數(shù)碼管顯示。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
本發(fā)明能夠精確測(cè)量出MOPA雙腔放電時(shí)差，誤差控制在Ins內(nèi)，并把該時(shí)差送給同步系統(tǒng)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)MOPA雙腔同步放電的目的。


圖I為本發(fā)明的總體示意圖。圖2為本發(fā)明的相對(duì)時(shí)差脈沖獲得的原理圖。圖3為laserl先到、laser2后到的時(shí)序圖。圖4為TDC-GP2芯片的外圍電路圖
具體實(shí)施例方式如附圖，兩路反饋信號(hào)相對(duì)時(shí)差的精確測(cè)量系統(tǒng)，包括有兩路反饋信號(hào)laserl、laser2的相對(duì)時(shí)差脈沖信號(hào)獲得模塊I和時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換(TDC)系統(tǒng)，兩路反饋信號(hào)laserl、laser2分別經(jīng)過(guò)濾波器濾波后接入比較器，再經(jīng)過(guò)隔離器隔離后，送給相對(duì)時(shí)差脈沖信號(hào)獲得模塊I，相對(duì)時(shí)差脈沖信號(hào)獲得模塊包括有4個(gè)D觸發(fā)器2、兩個(gè)與門3和一個(gè)或門電路4，兩路反饋信號(hào)laserl、laser2分別接入兩個(gè)D觸發(fā)器2的時(shí)鐘輸入端CP，四個(gè)D觸發(fā)器2分為兩組，一個(gè)接入反饋信號(hào)laserl的D觸發(fā)器2和一個(gè)接入反饋信號(hào)laser2的D觸發(fā)器2構(gòu)成一組，每組的兩個(gè)D觸發(fā)器2中一個(gè)由清零端g接入頻率脈沖信號(hào)、一個(gè)由置位端3接入頻率脈沖信號(hào)，每組中的兩個(gè)D觸發(fā)器2的輸出端分別接入一個(gè)與門電路3的兩個(gè)信號(hào)輸入端，兩個(gè)與門電路3的信號(hào)輸出端分別接入一個(gè)或門電路4的兩個(gè)信號(hào)輸入端，或門電路4的信號(hào)輸出端輸出兩路反饋信號(hào)laserl、laser2的相對(duì)時(shí)差脈沖信號(hào)；TDC系統(tǒng)包括TDC-GP2芯片5、MCU 6和數(shù)碼管7，MCU 6通過(guò)SPI接口與TDC-GP2芯片5通信連接，或門電路4的信號(hào)輸出端接入TDC-GP2芯片5的Start、Stop引腳，TDC-GP2芯片5內(nèi)部計(jì)算兩路反饋信號(hào)laserl、laser2的相對(duì)時(shí)差，TDC-GP2芯片5把輸入脈沖時(shí)差保存在內(nèi)部輸出寄存器中，并把中斷信號(hào)發(fā)至MCU 6，MCU 6讀取TDC-GP2芯片5的內(nèi)部輸出寄存器，并把時(shí)間傳送至數(shù)碼管7顯示。TDC-GP2芯片5是德國(guó)ACAM公司的新一代時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片。下面進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明
首先，窄脈寬頻率負(fù)脈沖信號(hào)給4個(gè)D觸發(fā)器置位或復(fù)位，然后，4個(gè)D觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端CP等待反饋信號(hào)輸入。有信號(hào)輸入，則該D觸發(fā)器輸出為I或O ;兩個(gè)D觸發(fā)器輸出信號(hào)通過(guò)與門獲得兩信號(hào)的相對(duì)時(shí)差脈沖信號(hào)。由于laserl、laser2相對(duì)時(shí)間不確定,都有可能先到，通過(guò)兩組由2個(gè)D觸發(fā)器和I個(gè)與門組成的電路，就可以分別獲得laserl先至IJ，或laser2先到的相對(duì)時(shí)差脈沖信號(hào)。最后，再把兩路信號(hào)相或，得到兩路反饋信號(hào)的相對(duì)時(shí)差脈沖信號(hào)。圖2為相對(duì)時(shí)差脈沖獲得的原理圖。圖3為laserl先到、laser2后到的時(shí)序圖。laser2先到、laserl后到的情況,用到圖2下面兩個(gè)D觸發(fā)器和與門，時(shí)序圖與laserl先到、laser2后到的時(shí)序圖類似,這里不再給出。最后,兩路輸出相或,得到兩路反饋信號(hào)的相對(duì)時(shí)差脈沖信號(hào)。 TDC系統(tǒng)包括TDC-GP2芯片、MCU和數(shù)碼管，MCU通過(guò)SPI接口與TDC-GP2通信，通過(guò)初始化TDC-GP2芯片內(nèi)部的6個(gè)24位的寄存器，對(duì)TDC-GP2芯片進(jìn)行初始設(shè)置，TDC-GP2芯片由Start、Stop弓丨腳輸入脈沖信號(hào)，按照6個(gè)寄存器的設(shè)置，TDC-GP2通過(guò)內(nèi)部ALU計(jì)算時(shí)差，把輸入脈沖時(shí)差保存在輸出寄存器中(采取校準(zhǔn)測(cè)量，Time=RES_X*Tref*N;RES_X為結(jié)果寄存器的值，Tref為基準(zhǔn)時(shí)鐘，N為分頻倍數(shù)，N=l、2、4)，并向MCU發(fā)送中斷信號(hào)，這時(shí)MCU便可以讀取TDC-GP2內(nèi)部結(jié)果寄存器，MCU對(duì)數(shù)據(jù)處理后，用數(shù)碼管顯示測(cè)量時(shí)差。表I為TDC-GP2的6個(gè)寄存器設(shè)置，圖4為TDC-GP2芯片的外圍電路圖。表I
權(quán)利要求
1.兩路反饋信號(hào)相對(duì)時(shí)差的精確測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于包括有兩路反饋信號(hào)laserl、laser2的相對(duì)時(shí)差脈沖信號(hào)獲得模塊和TDC系統(tǒng),兩路反饋信號(hào)laserl、laser2分別經(jīng)過(guò)濾波器濾波后接入比較器，再經(jīng)過(guò)隔離器隔離后，送給相對(duì)時(shí)差脈沖信號(hào)獲得模塊，相對(duì)時(shí)差脈沖信號(hào)獲得模塊包括有4個(gè)D觸發(fā)器、兩個(gè)與門和一個(gè)或門電路，兩路反饋信號(hào)laserl,laser2分別接入兩個(gè)D觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端CP，四個(gè)D觸發(fā)器分為兩組，一個(gè)接入反饋信號(hào)laserl的D觸發(fā)器和一個(gè)接入反饋信號(hào)laser2的D觸發(fā)器構(gòu)成一組，每組的兩個(gè)D觸發(fā)器中一個(gè)由清零端d接入頻率脈沖信號(hào)、一個(gè)由置位端及接入頻率脈沖信號(hào)，每組中的兩個(gè)D觸發(fā)器的輸出端分別接入一個(gè)與門電路的兩個(gè)信號(hào)輸入端，兩個(gè)與門電路的信號(hào)輸出端分別接入一個(gè)或門電路的兩個(gè)信號(hào)輸入端，或門電路的信號(hào)輸出端輸出兩路反饋信號(hào)laserl、laser2的相對(duì)時(shí)差脈沖信號(hào)；所述的TDC系統(tǒng)包括TDC-GP2芯片、MCU和數(shù)碼管，MCU通過(guò)SPI接口與TDC-GP2芯片通信連接，或門電路的信號(hào)輸出端接入TDC-GP2芯片的Start、Stop引腳，TDC-GP2芯片內(nèi)部計(jì)算兩路反饋信號(hào)laserl、laser2的相對(duì)時(shí)差，TDC-GP2芯片把輸入脈沖時(shí)差保存在內(nèi)部輸出寄存器中，并把中斷信號(hào)發(fā)至MCU，MCU讀取TDC-GP2芯片的內(nèi)部輸出寄存器，并把時(shí)間傳送至數(shù)碼管顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的兩路反饋信號(hào)相對(duì)時(shí)差的精確測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的TDC-GP2芯片是德國(guó)ACAM公司的新一代時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了兩路反饋信號(hào)相對(duì)時(shí)差的精確測(cè)量系統(tǒng)，包括兩路反饋信號(hào)的相對(duì)時(shí)差信號(hào)脈沖獲得模塊和時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換(TDC)系統(tǒng)，兩路反饋信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波、比較、隔離后，送給相對(duì)時(shí)差脈沖信號(hào)獲得模塊，得到兩路反饋信號(hào)的相對(duì)時(shí)差脈沖信號(hào)；然后送給TDC系統(tǒng)，脈沖信號(hào)由TDC系統(tǒng)處理后，通過(guò)SPI接口與MCU通信，把脈沖信號(hào)時(shí)差送給MCU，并由數(shù)碼管顯示。本發(fā)明能夠精確測(cè)量出MOPA雙腔放電時(shí)差，誤差控制在1ns內(nèi)，并把該時(shí)差送給同步系統(tǒng)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)MOPA雙腔同步放電的目的。
文檔編號(hào)G01M11/00GK102914419SQ20121036175
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者李友布, 鮑健, 梁勖, 趙家敏, 王效順, 錢小東 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所