4. 雙腔(Twin Chamber)系統 共用平台

GIGAPHOTON 的雙腔系統平台結構為四個世代所共用。從 GIGAPHOTON 的首款雙腔系統 GT40A(4 kHz/45 W/0.5 pm),到 GT62A(6 kHz/90 W/0.35 pm),僅對主要模組進行升級,以達要求性能。以往,每當改變準分子雷射裝置的發射頻率就需更改平台,蔚為慣例。為此,雷射裝置廠商需對每個機種付出莫大研發心力,負擔越發沈重。站在使用者角度,每次推出新的機種就需重新檢驗可靠度,偶爾還會為新機種特有的初期機種不良而困擾。相對的,雙腔系統的共用平台可享受(1)僅需開發主要模組,即時迅速推陳出新;(2)已出貨機種的可靠性可由次世代機種繼承;(3)為了次世代機種而開發的新技術,能順利導入既有機種……等等的優點。前面各項優點分述如下。

GTA 共用平台結構

圖 1 GTA 共用平台結構

開發主要模組
顯示各個機種的研發重點,以表示各機種間模組的研發概要。


GT40A

  • 導入注入鎖定技術(詳情請點擊此連結)
  • 應變性十足,可沿用至次世代機種的平台

GT60A

  • 隨發射頻率提升而開發共振腔
    因共振腔內音波對各項性能影響加劇,而導入抑制音波的緩衝材
    放電造成的電極間生成物必須在下一次放電前遠離電極之間。
    高頻化導致放電間隔時間越來越短,需讓共振腔內的流量高速化。提高共振腔內的 CFF(橫流扇)的馬達輸出雖說是有效解決之道,但提升馬達輸出等如提高電力容量,因而最佳化共振腔類內流路,將馬達輸出提升減至最低限度。
  • 電源複現頻率 6kHz 化
    伴隨 6kHz 化,提高了電源容量;並同時提升由共振腔的能量汲取效率,使得電源容量的提高成功抑制在最低程度。
  • GT60A 的全新研發項目

    圖 2 GT60A 的全新研發項目


    GT61A

    • 為求頻譜窄頻譜化,研發窄頻譜化模組(LNM)
      為達 E95>0.35 pm 而提升 LNM 的波長解析,又因 LNM 會隨雷射裝置運轉條件受到熱的影響,故導入抑制該影響至最低程度的技術。
    • 提升電源功率
      窄頻化後,發生能量的減少。提升電源功率後,彌補了窄頻譜化的能量減少。
    • BCM(Bandwidth Control Module)標準配備化

    高分解能LNM導入による狭帯域化実現

    圖 3 導入高解析 LNM,達成窄頻譜化


    GT62A(90 W)

    • 研發高耐久性光學元件
      因每次脈衝的所需能量增加(10mJ->15mJ),光學元件需要達到高耐久化。我們進行了元件的耐久加速試驗,確認新的光學元件足以承受 15mJ 運轉。

    以加速試驗確認光學元件耐久性

    圖 4 以加速試驗確認光學元件耐久性


    可靠度一脈相承
    2012 年 Q1 時,298 台雙腔系統(GT40A/GT60A仍在使用者端持續進行運轉。目前的工作時間(Uptime)達 99.7%,是穩定量產的後盾。此種可靠度由新機種 GT61A 以及 GT62A(90 W)繼承,導入系統後可立刻無痛接軌進行量產活動。

    將新技術導入既有機種
    為了新機種進行開發的模組長壽化技術、停機時間縮短技術,亦可導入既有機種,形成讓既有機種的使用者能繼續享受產品優點的架構。