兩路反饋信號相對時差的精確測量系統技術方案

本發明專利技術公開了兩路反饋信號相對時差的精確測量系統，包括兩路反饋信號的相對時差信號脈沖獲得模塊和時間數字轉換（TDC）系統，兩路反饋信號經過濾波、比較、隔離后，送給相對時差脈沖信號獲得模塊，得到兩路反饋信號的相對時差脈沖信號；然后送給TDC系統，脈沖信號由TDC系統處理后，通過SPI接口與MCU通信，把脈沖信號時差送給MCU，并由數碼管顯示。本發明專利技術能夠精確測量出MOPA雙腔放電時差，誤差控制在1ns內，并把該時差送給同步系統，從而達到調節MOPA雙腔同步放電的目的。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及準分子激光器雙腔放電同步領域，特別是用作光刻光源的高重頻ArF準分子激光器MOPA雙腔氣體放電同步控制，具體涉及兩路反饋信號相對時差的精確測量系統。
技術介紹
目前，準分子激光是大規模半導體集成電路光刻的主要光源。隨著光刻對光源輸出功率和線寬要求的提高，單腔結構準分子激光器難以同時滿足線寬與功率的要求。雙腔結構的主振-振蕩放大技術被引入以解決此矛盾。其基本思想是利用種子腔產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、大功率的優質激光束。典型的雙腔結構為主振蕩器-功率放大器(ΜΟΡΑ : Master oscillator power amplifier)結 構。MOPA雙腔激光器高壓放電產生激光。為了使激光系統正常運行，雙腔放電時間必須同步。準分子激光器從脈沖觸發到最后高壓放電，將產生約十幾微秒的延遲，而且雙腔高壓放電持續時間非常短，通常只有幾十個納秒。現有技術只能減小雙腔放電時序誤差，無法消除誤差，最終產生的誤差稱為“抖動”。高重頻ArF準分子激光器MOPA雙腔氣體放電的時間同步抖動要求在+/_5ns，本專利技術旨在精確測量出MOPA雙腔放電時差，誤差控制在Ins內，并把該時差送給同步系統，從而調節MOPA雙腔同步放電。
技術實現思路
本專利技術提供一種用于高重頻ArF準分子激光器中兩路反饋信號相對時差的精確測量系統。本專利技術采用的技術方案是 兩路反饋信號相對時差的精確測量系統，其特征在于包括有兩路反饋信號laserl, laser2的相對時差脈沖信號獲得模塊和時間數字轉換(TDC)系統，兩路反饋信號laserl、laser2分別經過濾波器濾波后接入比較器，再經過隔離器隔離后，送給相對時差脈沖信號獲得模塊，相對時差脈沖信號獲得模塊包括有4個D觸發器、兩個與門和一個或門電路，兩路反饋信號laserl、laser2分別接入兩個D觸發器的時鐘輸入端CP，四個D觸發器分為兩組，一個接入反饋信號laserl的D觸發器和一個接入反饋信號laser2的D觸發器構成一組，每組的兩個D觸發器中一個由清零端&接入頻率脈沖信號、一個由置位端f接入頻率脈沖信號，每組中的兩個D觸發器的輸出端分別接入一個與門電路的兩個信號輸入端，兩個與門電路的信號輸出端分別接入一個或門電路的兩個信號輸入端，或門電路的信號輸出端輸出兩路反饋信號laserl、laser2的相對時差脈沖信號；所述的TDC系統包括TDC-GP2芯片、MCU和數碼管，MCU通過SPI接口與TDC-GP2芯片通信連接，或門電路的信號輸出端接入TDC-GP2芯片的Start、Stop引腳，TDC-GP2芯片內部計算兩路反饋信號laserl、laser2的相對時差，TDC-GP2芯片把輸入脈沖時差保存在內部輸出寄存器中，并把中斷信號發至MCU，MCU讀取TDC-GP2芯片的內部輸出寄存器，并把時間傳送至數碼管顯示。所述的兩路反饋信號相對時差的精確測量系統，其特征在于所述的TDC-GP2芯片是德國ACAM公司的新一代時間數字轉換芯片。本專利技術的原理是 兩路反饋信號經過濾波、比較、隔離后，送給相對時差脈沖信號獲得模塊，得到兩路反饋信號的相對時差脈沖信號；然后送給TDC系統，脈沖信號由TDC系統處理后，通過SPI接口與MCU通信，把脈沖信號時差送給MCU，并顯示。相對時差脈沖信號獲得模塊主要由4個D觸發器、兩個與門和一個或門電路組成，首先，頻率脈沖信號給4個D觸發器置位或復位，兩路反饋信號輸入后，輸出的脈沖信號為兩路反饋信號的相對時差脈沖信號；TDC系統包括TDC-GP2芯片、MCU和數碼管MCU通過SPI接口與TDC-GP2通信，通過初始化TDC-GP2芯片內部的6個24位的寄存器，對TDC-GP2芯 片進行初始設置，TDC-GP2芯片由Start、Stop引腳輸入脈沖信號，按照6個寄存器的設置，TDC-GP2通過內部ALU計算時差，把輸入脈沖時差保存在輸出寄存器中，并向MCU發送中斷信號，這時MCU便可以讀取TDC-GP2內部輸出寄存器，并把時間用數碼管顯示。本專利技術的優點是 本專利技術能夠精確測量出MOPA雙腔放電時差，誤差控制在Ins內，并把該時差送給同步系統，從而達到調節MOPA雙腔同步放電的目的。附圖說明圖I為本專利技術的總體示意圖。圖2為本專利技術的相對時差脈沖獲得的原理圖。圖3為laserl先到、laser2后到的時序圖。圖4為TDC-GP2芯片的外圍電路圖具體實施例方式如附圖，兩路反饋信號相對時差的精確測量系統，包括有兩路反饋信號laserl、laser2的相對時差脈沖信號獲得模塊I和時間數字轉換(TDC)系統，兩路反饋信號laserl、laser2分別經過濾波器濾波后接入比較器，再經過隔離器隔離后，送給相對時差脈沖信號獲得模塊I，相對時差脈沖信號獲得模塊包括有4個D觸發器2、兩個與門3和一個或門電路4，兩路反饋信號laserl、laser2分別接入兩個D觸發器2的時鐘輸入端CP，四個D觸發器2分為兩組，一個接入反饋信號laserl的D觸發器2和一個接入反饋信號laser2的D觸發器2構成一組，每組的兩個D觸發器2中一個由清零端g接入頻率脈沖信號、一個由置位端3接入頻率脈沖信號，每組中的兩個D觸發器2的輸出端分別接入一個與門電路3的兩個信號輸入端，兩個與門電路3的信號輸出端分別接入一個或門電路4的兩個信號輸入端，或門電路4的信號輸出端輸出兩路反饋信號laserl、laser2的相對時差脈沖信號；TDC系統包括TDC-GP2芯片5、MCU 6和數碼管7，MCU 6通過SPI接口與TDC-GP2芯片5通信連接，或門電路4的信號輸出端接入TDC-GP2芯片5的Start、Stop引腳，TDC-GP2芯片5內部計算兩路反饋信號laserl、laser2的相對時差，TDC-GP2芯片5把輸入脈沖時差保存在內部輸出寄存器中，并把中斷信號發至MCU 6，MCU 6讀取TDC-GP2芯片5的內部輸出寄存器，并把時間傳送至數碼管7顯示。TDC-GP2芯片5是德國ACAM公司的新一代時間數字轉換芯片。下面進行進一步的說明 首先，窄脈寬頻率負脈沖信號給4個D觸發器置位或復位，然后，4個D觸發器的時鐘輸入端CP等待反饋信號輸入。有信號輸入，則該D觸發器輸出為I或O ;兩個D觸發器輸出信號通過與門獲得兩信號的相對時差脈沖信號。由于laserl、laser2相對時間不確定,都有可能先到，通過兩組由2個D觸發器和I個與門組成的電路，就可以分別獲得laserl先至IJ，或laser2先到的相對時差脈沖信號。最后，再把兩路信號相或，得到兩路反饋信號的相對時差脈沖信號。圖2為相對時差脈沖獲得的原理圖。圖3為laserl先到、laser2后到的時序圖。laser2先到、laserl后到的情況,用到圖2下面兩個D觸發器和與門，時序圖與laserl先到、laser2后到的時序圖類似,這里不再給出。最后,兩路輸出相或,得到兩路反饋信號的相對時差脈沖信號。 TDC系統包括TDC-GP2芯片、MCU和數碼管，MCU通過SPI接口與TDC-GP2通信，通過初始化TDC-GP2芯片內部的6個24位的寄存器，對TDC-GP2芯片進行初始設置，TDC-GP2芯片由Start、Stop弓本文檔來自技高網...

【技術保護點】
兩路反饋信號相對時差的精確測量系統，其特征在于：包括有兩路反饋信號laser1、laser2的相對時差脈沖信號獲得模塊和TDC系統，兩路反饋信號laser1、laser2分別經過濾波器濾波后接入比較器，再經過隔離器隔離后，送給相對時差脈沖信號獲得模塊，相對時差脈沖信號獲得模塊包括有4個D觸發器、兩個與門和一個或門電路，兩路反饋信號laser1、laser2分別接入兩個D觸發器的時鐘輸入端CP，四個D觸發器分為兩組，一個接入反饋信號laser1的D觸發器和一個接入反饋信號laser2的D觸發器構成一組，每組的兩個D觸發器中一個由清零端？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？接入頻率脈沖信號、一個由置位端接入頻率脈沖信號，每組中的兩個D觸發器的輸出端分別接入一個與門電路的兩個信號輸入端，兩個與門電路的信號輸出端分別接入一個或門電路的兩個信號輸入端，或門電路的信號輸出端輸出兩路反饋信號laser1、laser2的相對時差脈沖信號；所述的TDC系統包括TDC？GP2芯片、MCU和數碼管，MCU通過SPI接口與TDC？GP2芯片通信連接，或門電路的信號輸出端接入TDC？GP2芯片的Start、Stop引腳，TDC？GP2芯片內部計算兩路反饋信號laser1、laser2的相對時差，TDC？GP2芯片把輸入脈沖時差保存在內部輸出寄存器中，并把中斷信號發至MCU，MCU讀取TDC？GP2芯片的內部輸出寄存器，并把時間傳送至數碼管顯示。dest_path_image002.jpg,dest_path_image004.jpg...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李友布，鮑健，梁勖，趙家敏，王效順，錢小東，
申請(專利權)人：中國科學院安徽光學精密機械研究所，
類型：發明
國別省市：