4. 双腔(Twin Chamber)系统 共享平台

GIGAPHOTON 的双腔系统平台结构为四个世代所共享。从 GIGAPHOTON 的首款双腔系统 GT40A(4 kHz/45 W/0.5 pm),到 GT62A(6 kHz/90 W/0.35 pm),仅对主要模块进行升级,以达要求性能。以往,每当改变准分子激光装置的发射频率就需更改平台,成为惯例。为此,激光装置厂商需对每个机型付出极大研发精力,负担越发沉重。站在使用者角度,每次推出新的机型就需重新检验可靠度,偶尔还会为新机型特有的初期机型不良而困扰。相对的,双室系统的共享平台可享受(1)仅需开发主要模块,实时迅速推陈出新;(2)已出货机型的可靠性可由次世代机型继承;(3)为了次世代机型而开发的新技术,能顺利导入既有机型……等等的优点。前面各项优点分述如下。

GTA 共享平台结构

图 1 GTA 共享平台结构

开发主要模块
显示各个机型的研发重点,以表示各机型间模块的研发概要。


GT40A

  • 导入注入锁定技术(详情请点击此链接)
  • 应变性十足,可沿用至次世代机型的平台

GT60A

  • 随发射频率提升而开发共振腔
    因共振腔内音波对各项性能影响加剧,而导入抑制音波的缓冲材
    放电造成的电极间生成物必须在下一次放电前远离电极之间。
    高频化导致放电间隔时间越来越短,需让共振腔内的流量高速化。提高共振腔内的 CFF(横流扇)的马达输出虽说是有效解决之道,但提升马达输出等同于提高电力容量,因而优化共振腔类内流路,将马达输出提升减至最低限度。
  • 电源复现频率 6kHz 化

伴随 6kHz 化,提高了电源容量;并同时提升由共振腔的能量汲取效率,使得电源容量的提高成功抑制在最低程度。

GT60A 的全新研发项目

图 2 GT60A 的全新研发项目


GT61A

  • 为求光谱缩带宽化,研发缩带宽化模块(LNM)
    为达 E95>0.35 pm 而提升 LNM 的波长解析,又因 LNM 会随激光装置运转条件受到热的影响,故导入抑制该影响至最低程度的技术。
  • 提升电源功率
    缩带宽化后,发生能量的减少。提升电源功率后,弥补了缩带宽化的能量减少。
  • BCM(Bandwidth Control Module)标准配备化

导入高解析 LNM,达成缩带宽化
图 3 导入高解析 LNM,达成缩带宽化


GT62A(90 W)

  • 研发高耐久性光学组件
    因每次脉冲的所需能量增加(10mJ->15mJ),光学组件需要达到高耐久化。我们进行了组件的耐久加速试验,确认新的光学组件足以承受 15mJ 运转。

以加速试验确认光学组件耐久性

图 4 以加速试验确认光学组件耐久性


可靠度一脉相承
2012 年 Q1 时,298 台双腔系统(GT40A/GT60A仍在使用者端持续进行运转。目前的工作时间(Uptime)达 99.7%,是稳定量产的后盾。此种可靠度由新机型 GT61A 以及 GT62A(90 W)继承,导入系统后可立刻顺畅、安定地投入量产。

将新技术导入既有机型
为了新机型进行开发的模块长寿化技术、停机时间缩短技术,亦可导入既有机型,形成让既有机型的用户能继续享受产品优点的架构。