[发明专利]一种用于准分子激光器气体管理的装置及方法

权利要求书

1.一种用于准分子激光器气体管理装置，其特征在于：包括准分子激光器(1)、监测模块(2)、电压控制模块(3)、气体管理控制模块(4)、注气罐(5)、真空泵(6)、卤素气体处理装置(7)、限流器(8)、第一压力传感器(9)、第二压力传感器(10)、第一可控电磁阀门(11)、第二可控电磁阀门(12)、第三可控电磁阀门(13)、第四可控电磁阀门(14)、第五可控电磁阀门(15)、第六可控电磁阀门(16)、第七可控电磁阀门(17)和第八可控电磁阀门(18)；准分子激光器(1)中激光工作气体由卤素气体F₂、稀有气体Ar、缓冲气体Ne和惰性气体He四种气体组成；准分子激光器(1)输出激光脉冲，由监测模块(2)监测脉冲能量、谱线线宽和波长相关工作参数，并提供反馈信号给电压控制模块(3)和气体管理控制模块(4)；电压控制模块(3)根据监测的脉冲能量改变工作电压的大小，保证准分子激光器(1)工作在能量恒定的模式下，同时电压控制模块(3)将工作电压信号反馈给气体管理控制模块(4)；气体管理控制模块(4)包含F₂浓度控制算法，根据监测模块(2)和电压控制模块(3)反馈的准分子激光器(1)工作参数估算激光工作气体中F₂消耗量；第一可控电磁阀门(11)通过气体管线与储存He的气瓶相连并控制He的流通，He用于清洗气体管线和激光腔内残留的激光工作气体；第二可控电磁阀门(12)、第三可控电磁阀门(13)和第四可控电磁阀门(14)通过气体管线分别与储存激光工作气体F₂/He混合气体、Ar、Ne的气瓶相连，并控制激光工作气体的流通，第五可控电磁阀门(15)通过气体管线与注气罐(5)相连，控制激光工作气体进入到注气罐(5)中，注气罐(5)用于配比不同浓度的激光工作气体；第六可控电磁阀门(16)和第七可控电磁阀门(17)通过气体管线与准分子激光器(1)相连，控制激光工作气体由气瓶或者注气罐(5)进入到激光腔内，第六可控电磁阀门(16)所在的气体管线上安放限流器(8)，由于激光工作气体中F₂和Ar浓度低，限流器(8)用于降低F₂和Ar进入激光腔的流速，可以精确控制激光腔内F₂和Ar的浓度；第八可控电磁阀门(18)、真空泵(6)和卤素气体处理装置(7)安放在排气的气体管线上，第八可控电磁阀门(18)和真空泵(6)用于排放气体管线和准分子激光器(1)腔内的激光工作气体；卤素气体处理装置(7)用于过滤排放激光工作气体中的F₂；第一压力传感器(9)监测注气罐(5)的气体压强，并将监测的压强信号反馈给气体管理控制模块(4)，气体管理控制模块(4)根据反馈的压强信号控制相应可控电磁阀门的开启和关闭，完成注气罐(5)的配气操作；第二压力传感器(10)监测准分子激光器(1)腔内的气体压强，并将监测的压强信号反馈给气体管理控制模块(4)，气体管理控制模块(4)根据反馈的压强信号控制相应可控电磁阀门的开启和关闭，完成准分子激光器(1)的完全换气和注气操作。

2.根据权利要求1所述的一种用于准分子激光器气体管理装置，其特征在于：所述气体管理控制模块(4)根据第一压力传感器(9)反馈的压强信号控制相应可控电磁阀门的开启和关闭，完成注气罐(5)的配气操作的过程为：激光工作气体中F₂、He、Ar、Ne浓度比可表示为压强比，气体管理控制模块(4)开启第二可控电磁阀门(12)和第五可控电磁阀门(15)，F₂/He混合气体由气瓶通过气体管线进入到注气罐(5)中，第一压力传感器(9)监测注气罐(5)中气体压强，并将压强信号反馈给气体管理控制模块(4)，当F₂/He混合气体压强达到设定值后，气体管理控制模块(4)关闭第二可控电磁阀门(12)，开启第三可控电磁阀门(13)，Ar由气瓶通过气体管线进入到注气罐(5)中，当Ar压强达到设定值后，气体管理控制模块(4)关闭第三可控电磁阀门(13)，开启第四可控电磁阀门(14)，Ne由气瓶通过气体管线进入到注气罐(5)中，当Ne压强达到设定值后，气体管理控制模块(4)关闭第四可控电磁阀门(14)和第五可控电磁阀门(15)，注气罐(5)完成配气操作，设置不同的压强比可以配制不同浓度的激光工作气体。