全固态脉冲激励源输出时刻抖动控制研究

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放电激励准分子激光器广泛应用于工业、医疗和科研等领域,半导体光刻用工业准分子激光器采用MOPA(Master Oscillator Power Amplifier)双腔结构,以获得窄线宽、大功率的优质激光束。MOPA结构激光器对定时非常敏感,因此激励源输出电压脉冲时序需严格同步,脉冲间的放电抖动需控制在一定范围内。  为了解决MOPA双腔准分子激光器输出同步问题,针对抖动产生的原因对激励源抖动控制的关键技术进行了研究,主要包括初级电容精确充电技术、大功率快速开关抖动控制技术、低抖动磁脉冲压缩技术和温度反馈控制技术。  本文回顾了准分子激光发展历史,介绍了全固态脉冲激励技术的发展近况。通过对抖动控制关键技术的研究,设计制作了可控谐振充电模块,同时对两路低压储能电容充电,保证了电容充电水平的一致;设计了低抖动IGBT驱动板,驱动板输出时刻抖动约为1ns;对磁脉冲压缩模块进行优化,设计伏秒积分计算软件对磁开关参数调整,使两路磁开关伏秒积分尽量一致,减小因参数差异引起的抖动;设计了温度反馈系统,使系统工作在恒定温度下。系统4000Hz工作时,脉冲电压上升时间约为90ns,放电电压18.2kV,双腔放电相对抖动在±5ns以内,满足MOPA运行要求。
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