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由于光刻对于光源的功率和线宽提出了很高的要求,传统的单腔结构准分子激光器很难在这两方面兼顾。MOPA结构的准分子激光器可以很好地解决激光功率和线宽的矛盾,这一结构的准分子激光器使用了两个独立的激光腔,而激光器的输出效率与这两个激光腔的同步定时有非常密切的关系。
本文采用可编程逻辑器件FPGA设计了一套可以提供两路时间触发信号的同步控制系统,原理是通过对输入的触发信号一分为二,一路经过一个固定延时后触发激光器发光,另一路经过可调延时后触发另一个激光器,采集两个激光器的发光/放电时刻信号,逐脉冲比较两路反馈信号的到达顺序,增加或者减少可调延时模块的延时,使两信号逐渐接近,最后使两个信号同时到达。为了扩大调节范围和快速完成同步过程,引入了粗细两级可调延时。同步器的主逻辑全部放在一片FPGA芯片上实现。
为适应准分子激光器的强干扰环境,外围电路部分对系统的电源和输入输出信号进行了有效的隔离保护,电路板设计充分考虑了电磁兼容特性。同步器还内置了一个1-4000Hz频率连续可调低抖动的方波信号发生器,以供同步器的输入触发之用。
经实际测试,同步器可以两路时间信号的同步控制,同步抖动不大于±3.3ns,满足设计要求。