[发明专利]一种短脉冲曝光装置及方法

权利要求书

1.一种短脉冲曝光装置，其特征在于，包括第一快门机构、第二快门机构、主控制器、光电二极管以及探测器，所述第一快门机构的信号输入接口与主控制器的第一I/O口连接，所述第二快门机构的信号输入接口与主控制器的第二I/O口连接；所述第一快门机构、第二快门机构以及样品依次间隔平行布置，所述样品正对所述第一快门机构和第二快门机构的中心；所述光电二极管与样品平行且有间距，光电二极管与主控制器的第三I/O口连接，探测器的信号输入端口与主控制器的第三I/O口连接；射线垂直于第一快门机构且从第一快门机构中心入射，所述第二快门机构相对第一快门机构延时第一预设时间间隔以后开启。

2.根据权利要求1所述的一种短脉冲曝光装置，其特征在于，所述主控制器集成信号发生器、第一延迟器、电压比较器以及第二延迟器，所述信号发生器的一个输出端口作为主控制器的第一I/O口与第一快门机构的信号输入接口连接，信号发生器的另一个输出端口通过第一延迟器与第二快门机构的信号输入接口连接，第一延迟器与第二快门机构的信号输入接口的连接端作为主控制器的第二I/O口，电压比较器的同相端与第一快门机构的信号输入接口连接，电压比较器的反相端与第二快门机构的信号输入接口连接，电压比较器的输出端与第二延迟器连接，光电二极管以及探测器的控制信号输入端口均与第二延迟器连接，第二延迟器与光电二极管以及探测器的连接端作为主控制器的第三I/O口。

3.根据权利要求2所述的一种短脉冲曝光装置，其特征在于，所述主控制器的型号为XILINX XC95144。

4.根据权利要求1所述的一种短脉冲曝光装置，其特征在于，所述第一快门机构包括第一控制器和第一挡光片，所述第一控制器的信号输入接口与主控制器的第一I/O口连接，第一控制器的信号输出接口与第一挡光片的信号输入端连接，所述第二快门机构包括第二控制器和第二挡光片，所述第二控制器的信号输入接口与主控制器的第二I/O口连接，第二控制器的信号输出接口与第二挡光片的信号输入端连接；所述第一挡光片、第二挡光片以及样品依次间隔平行布置，所述样品正对所述第一挡光片和第二挡光片的中心。

5.根据权利要求4所述的一种短脉冲曝光装置，其特征在于，所述第一控制器以及第二控制器的型号为VMM-D4 Shutter Driver。

6.根据权利要求1所述的一种短脉冲曝光装置，其特征在于，还包括电子学系统和上位机，电子学系统的探测信号输出端与上位机连接，电子学系统的控制信号输入端与主控制器的第三I/O口连接。

7.根据权利要求6所述的一种短脉冲曝光装置，其特征在于，所述电子学系统包括弱电流放大器、V/F转换器以及计数器，所述弱电流放大器的同相端接光电二极管的阳极，弱电流放大器的反相端接光电二极管的阴极，弱电流放大器的输出端顺次连接V/F转换器和计数器。

8.根据权利要求6所述的一种短脉冲曝光装置，其特征在于，所述上位机与主控制器连接。

9.采用权利要求1-8任一项所述的短脉冲曝光装置的进行曝光的方法，其特征在于，所述方法包括：

若曝光时间为毫秒级且曝光时间小于快门机构的最短开启时间，则主控制器先给第一快门机构输入高电平信号，信号持续时间为第一快门机构最短开启时间，延迟第一预设时间间隔后主控制器给第二快门机构输入高电平信号，信号持续时间为第二快门机构最短开启时间，两快门机构最短开启时间相同，在第一快门机构和第二快门机构同时打开时射线才进入设备，故测试时间缩短为最短开启时间与第一预设时间间隔的差值，延迟第二预设时间后主控制器的第三I/O口接通，发出使光电二极管以及探测器工作的触发信号，实现短脉冲探测，其中，第一预设时间间隔为快门机构最短开启时间与曝光时间的差值。

10.根据权利要求9所述的一种短脉冲曝光方法，其特征在于，所述方法还包括：

若曝光时间较长即曝光时间大于快门机构的最短开启时间，则主控制器同时给第一快门机构以及第二快门机构输入高电平信号，信号持续时间为所需的曝光时间，两个快门机构同时开启和关闭，两个快门机构当做一个快门使用，两个快门机构之间无延时，两个快门机构同时开启后延迟第二预设时间间隔，主控制器的第三I/O口接通，发出使光电二极管以及探测器工作的触发信号；其中，第二预设时间间隔为快门机构的挡光片从关闭状态到完全开启状态所需时间的一半。