[实用新型]一种用于激光直写曝光机的激光能量测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光直写曝光技术领域，具体是一种用于激光直写曝光机的激光能量测量装置。

背景技术

激光直写曝光机的最核心的部件是激光器，设备在工作过程中，利用计算机生成数字掩膜图形并输出到数字微镜，激光器输出的激光经数字微镜反射后进入光学投影系统，投影到晶圆表面相对应的成像位置进行曝光成像。

激光器的能量控制是激光直写曝光机的技术难题，由于曝光成像的最小线宽是纳米级的，所以能量控制必须精确与稳定。但是实际工作当中，由于工业环境中电磁干扰较多，以及激光器本身存在能量衰减的固有属性问题，导致激光器能量出现波动，即能量跳变问题。因此，有必要设计一种用于实时测量激光器能量的装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于激光直写曝光机的激光能量测量装置，该装置不仅能够检测出激光器是否发生能量衰减问题，而且还能在能量闭环控制系统中起到至关重要的作用。

本实用新型的技术方案为：

一种用于激光直写曝光机的激光能量测量装置，该装置包括设置在激光器输出光路上的光电变送单元以及与所述光电变送单元连接的同轴传输线，所述光电变送单元包括光电传感单元、一级放大单元和二级放大单元；所述光电传感单元的输出端通过一级放大单元与二级放大单元的输入端连接，所述二级放大单元的输出端通过同轴传输线与后端电路的输入端连接。

所述的用于激光直写曝光机的激光能量测量装置，该装置还包括用于放置光电变送单元的安装壳体，所述安装壳体上与光电传感单元相对应的位置开设有通光孔。

所述的用于激光直写曝光机的激光能量测量装置，所述光电传感单元包括光电传感器、第一限流电阻和第一滤波电容，所述一级放大单元包括第一运算放大器、第一反馈电阻和反馈电容，所述二级放大单元包括第二运算放大器、第二限流电阻、第二滤波电容、第三滤波电容、第四滤波电容和第二反馈电阻；

所述光电传感器的正极通过第一限流电阻与电源连接，其负极与第一运算放大器的反相输入端连接，所述第一滤波电容的一端连接到光电传感器与第一限流电阻之间的节点，另一端接地；

所述第一运算放大器的同相输入端接地，其输出端通过第二限流电阻与第二运算放大器的同相输入端连接，所述第一反馈电阻与反馈电容并联构成负反馈电路，所述负反馈电路连接在第一运算放大器的反相输入端与输出端之间；

所述第二运算放大器的反相输入端与输出端连接，所述第二反馈电阻的一端连接到第二运算放大器的反相输入端与输出端之间的节点，另一端接地；所述第三滤波电容的一端连接到第二运算放大器的负电源端与电源之间的节点，另一端接地；所述第四滤波电容的一端连接到第二运算放大器的正电源端与电源之间的节点，另一端接地。

由上述技术方案可知，本实用新型通过设置光电变送单元，可以实时将激光能量转换为模拟电压值（光强与电压形成线性关系），再通过同轴传输线将模拟电压值传输出去，通过光强与模拟电压值之间的线性关系来推算出光强，达到实时测量激光器能量的目的，不仅能够检测出激光器是否发生能量衰减，而且结合能量闭环控制系统，还能够有效解决激光器能量跳变这一技术难题。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的光电变换单元的原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例进一步说明本实用新型。

如图1、图2所示，一种用于激光直写曝光机的激光能量测量装置，包括光电变送单元1、同轴传输线2和安装壳体3。光电变送单元1设置在激光器输出光路上，包括光电传感单元11、一级放大单元12和二级放大单元13。安装壳体3将光电变送单元1固定在激光器的传输途径中，安装壳体3上与光电传感单元11相对应的位置开设有通光孔。

光电传感单元11的输出端与一级放大单元12的输入端连接，一级放大单元12的输出端与二级放大单元13的输入端连接，二级放大单元13的输出端通过同轴传输线2与后端电路的输入端连接。同轴传输线2是一种先由两根同轴心、相互绝缘的圆柱形金属体构成基本单元（同轴对），再由单个同轴对组成的电缆，抗干扰能力较强。

光电传感单元11包括光电传感器D、第一限流电阻R1和第一滤波电容C1；一级放大单元12包括第一运算放大器U1、第一反馈电阻R2和反馈电容C2；二级放大单元13包括第二运算放大器U2、第二限流电阻R3、第二滤波电容C3、第三滤波电容C4、第四滤波电容C5和第二反馈电阻R4。