聲光調制器模型建立及激光直寫光功率控制系統(tǒng)設計.pdf

1、激光直接寫入技術是制作二元光學掩模和二元光學元件的主要方法。用于光刻的激光輸出功率的穩(wěn)定性對于保證二元光學器件的加工質量是十分重要的，要求激光輸出功率非常穩(wěn)定。然而激光器受很多外界因素影響，導致輸出功率會產生噪聲，這直接影響光刻膠上的直寫微細圖形質量，從而最終影響二元光學器件的衍射效率。一方面相同轉速下，在不同半徑的環(huán)帶上進行曝光時，隨著被曝光環(huán)帶直徑的增大，光刻膠上單位面積時間內所接收的曝光量將減小，另一方面由于系統(tǒng)所用的激光器的光功

2、率輸出有較大的起伏，基線也產生漂移。因此，為了在整個基片上加工出寬度、深度一致的線條，必須對激光輸出光功率進行控制以達到恒定功率輸出并且連續(xù)可調。本文利用聲光調制器對He-Cd激光器的輸出功率進行控制，首先利用系統(tǒng)辨識的方法獲得聲光調制器的數(shù)學模型，然后借助仿真環(huán)境設計出合理的控制參數(shù)，從而得到高穩(wěn)定度的光強穩(wěn)定控制電路。具體內容如下：1.分析聲光調制器的工作原理，為使光功率控制系統(tǒng)的響應達到預期的效果，在MATLAB環(huán)境下辨識出聲光調

3、制器的數(shù)學模型，獲得聲光調制器的傳遞函數(shù)。2.借助SIMULINK工具箱，利用辨識出的聲光調制器模型設計出控制系統(tǒng)的仿真模型，得到實用的控制系統(tǒng)，采用廣泛應用的PID控制算法對其進行控制，并對控制器進行參數(shù)整定。3.設計基于DSP的信號采集及光功率控制系統(tǒng)硬件電路。DSP信號采集與控制電路是反饋控制系統(tǒng)的核心，它實現(xiàn)以下功能：對光電轉換電路的輸出信號進行濾波、采樣、A/D轉換、處理、運算(主要是PID算法)、D/A轉換，最后輸出反饋控制