準分子激光高壓電源放電通道智能調節技術及應用

準分子激光（如 KrF、ArF 激光）因短波長（193-248nm）、高能量密度特性，廣泛應用于半導體光刻、精密材料加工及醫療激光領域，而高壓電源的放電通道穩定性，是決定準分子激光輸出功率均勻性與脈沖一致性的核心因素。傳統準分子激光高壓電源采用固定電極間距與電場分布設計，放電過程中易因氣體介質（如氟化物混合氣體）濃度變化、電極氧化等因素，導致放電通道偏移、收縮或出現多通道擊穿 —— 這會使激光脈沖能量波動超過 ±5%，在光刻應用中造成晶圓局部曝光過度，在角膜屈光手術中則可能影響手術精度。
放電通道智能調節技術通過 “實時監測 - 動態決策 - 精準執行” 閉環系統，實現放電過程的自適應優化。在監測層面，該技術采用雙傳感融合方案：光纖光譜傳感器實時采集放電等離子體的光譜分布（通過特征譜線強度判斷通道均勻性），高頻電流傳感器同步捕捉放電電流波形（識別通道擊穿位置），數據采樣頻率達 1MHz，確保無延遲捕捉通道異常。在決策層面，基于模糊 PID 控制算法構建調節模型，將光譜均勻度、電流波形偏差等參數轉化為電極間距、電場強度的調節指令 —— 例如當光譜顯示通道邊緣強度下降時，算法立即判定通道收縮，輸出 “增大電極間距 0.1mm + 提升邊緣電場強度 5%” 的指令。在執行層面，采用壓電陶瓷驅動的柔性電極機構，響應速度達 10μs，可實現納米級精度的電極位置調整，同時通過可變電容陣列實時優化電場分布。
該技術的應用顯著提升了準分子激光設備的穩定性：在半導體光刻用 ArF 準分子激光中，激光脈沖能量波動被控制在 ±1.5% 以內，連續工作 8 小時無通道異常；在醫療激光領域，角膜切削精度誤差縮小至 5μm 以下，手術并發癥發生率降低 40%。此外，智能調節還延長了電極使用壽命（從 500 小時提升至 1200 小時），減少設備維護成本，為高功率準分子激光的工業化應用提供了可靠的電源保障。