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研制光束质量好、大功率、输出稳定的紫外光源是准分子激光工业应用的一个重要方向。高重复频率工作的振荡-放大(MO-PA)双腔结构准分子激光器是获得这样光源的一个技术手段,而研制这样的工业用激光器,同步控制系统和能量稳定控制系统尤为关键。 论文首先回顾了高重频准分子激光器的发展历史,简述了放电泵浦准分子激光器的放电电路和相关技术,介绍了准分子激光的基本特性及其应用,并重点分析了高重频准分子激光器的关键控制技术。 论文在研究了金属-陶瓷放电腔、电晕预电离、气体循环及冷却等技术的基础上,设计并加工了一套采用磁脉冲压缩开关技术的高重频双腔结构放电平台,可实现1200Hz重频下的双腔均匀放电。 为了从电源控制的角度实现高重频准分子激光器脉冲能量的稳定控制,在调研和实验的基础上,建立了一种准分子激光脉冲能量变化的数学模型,提出了一种基于电压实时调节的PI算法,并通过Matlab仿真实验验证了模型、算法的合理性和有效性。在此基础上,设计和制作了实现该控制算法的高速、高精度的能量采集电路和电压调节电路。 为实现MOPA结构准分子激光器双腔同步放电,论文提出基于单片机和可编程延时芯片的MOPA同步放电控制方案,包括可靠的放电取样和反馈时序转换电路、低抖动可调延时电路以及精确同步控制算法等,并研制出该同步控制系统,最大可调延时约1us,调节分辨率为400ps,两路触发信号相对抖动约为±0.7ns。将该同步控制系统用于双腔激光器实验,双腔放电相对抖动低于±5ns,实现了4KHz高重频下193nm准分子激光振荡-放大同步出光。