[發明專利]準分子激光器劑量穩定控制系統及控制方法

在審

• 申請號: 201910253024.0
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN109950786A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 馮澤斌;韓曉泉;江銳;周翊;趙江山;張華;張琴;王香;廖密;楊軍紅
• 申請（專利權）人: 北京科益虹源光電技術有限公司
• 主分類號: H01S3/13
• 分類號: H01S3/13;H01S3/134
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛良

1.一種準分子激光器劑量穩定控制系統，其特征在于，其包括：

高壓放電組件，其用于接收來自外部的觸發信號，并根據所述觸發信號及預設高壓設定值，產生脈沖高壓；

激光器，其內充有工作氣體，所述工作氣體用于接收所述脈沖高壓，并產生激光脈沖；

激光參數測量組件，其用于檢測所述激光脈沖的能量值，并將所述激光脈沖輸出至外部；

能量穩定控制器，其與所述高壓放電組件電性連接，所述能量穩定控制器用于采集所述激光脈沖的能量值；當所述能量值大于預設能量值時，所述能量穩定控制器根據預設控制算法控制所述高壓放電組件降低放電電壓，當所述能量值小于所述預設能量值時，所述能量穩定控制器根據所述預設控制算法控制所述高壓放電組件提高所述放電電壓。

2.根據權利要求1所述的準分子激光器劑量穩定控制系統，其特征在于，所述預設控制算法包括一閉環控制算法，其通過PI控制算法及公式(1)實現對所述能量值的控制：

其中，E_set(n+1)為下一個激光脈沖所需的能量值，DK_p為所述PI控制算法的比例系數，ΔDose(n)為本次激光脈沖劑量穩定性的偏差，DK_i為所述PI控制算法的積分系數，DT為所述PI控制算法的周期系數，為歷史激光脈沖劑量穩定性的偏差總和。

3.根據權利要求2所述的準分子激光器劑量穩定控制系統，其特征在于，所述預設控制算法還包括一與所述閉環控制算法相分離的誤差控制算法，其用于控制脈沖序列前20個激光脈沖的嚴重超調：

所述誤差控制算法根據公式(2)計算所述激光器在出光時第m個Burst序列中第n個激光脈沖的能量值與所述能量設定值的誤差：

E_error(m,n)＝E_set-E_measured(m.n) (2)，

其中，E_measured(m,n)為所述激光器在出光時第m個Burst序列中第n個激光脈沖的能量值，E_error(m,n)為所述誤差；

根據所述PI控制算法及公式(3)計算下一個脈沖序列中第n個激光脈沖所需的能量值；

其中，HV(m+1,n)為所述下一個脈沖序列中第n個激光脈沖所需的能量值，PK_p為所述PI控制算法的比例參數，PK_i為所述PI控制算法的積分參數，T為所述PI控制算法的控制周期參數，為歷史誤差的積分。

4.根據權利要求3所述的準分子激光器劑量穩定控制系統，其特征在于，所述根據公式(2)計算所述激光器在出光時第m個Burst序列中第n個激光脈沖的能量值與所述能量設定值的誤差，具體包括：

通過PI反饋控制算法的增量式的形式，如公式(4)所示；

其中ΔHV(m+1,n)表示下一個脈沖序列中的第n個激光脈沖的預設放電高壓的變化值，HV(m,n)表示本次脈沖序列中第n個激光脈沖所需的能量值。

5.一種準分子激光器劑量穩定控制方法，其特征在于，其包括如下步驟：

高壓放電組件接收來自外部的觸發信號，并根據所述觸發信號及預設高壓設定值，產生脈沖高壓；

激光器內的工作氣體接收所述脈沖高壓，并產生激光脈沖；

激光參數測量組件檢測所述激光脈沖的能量值，并將所述激光脈沖輸出至外部；

能量穩定控制器采集所述激光脈沖的能量值；當所述能量值大于預設能量值時，所述能量穩定控制器根據預設控制算法控制所述高壓放電組件降低放電電壓，當所述能量值小于所述預設能量值時，所述能量穩定控制器根據所述預設控制算法控制所述高壓放電組件提高所述放電電壓。