光接收机工作原理及其故障排除
光接收机是光纤CATV 传输系统中关键设备, 对它的性能和结构应有充分的了解, 目前光纤CATV 中常用的光接收机构成。光接收机工作在光纤系统中的各光接收点, 接收光缆传送过来的光信号,并把光信号转换为电信号(实现光电转换O /E ) , 输出是RF信号。光接收机由光电检测级、电信号放大级、衰减器、均衡器、AGC 电路、输出放大器、电源部分等组成。
图1 光接收机的构成
光电检测器是光接收机的核心部件, 它相当于无线电通信、广播中的检波器, 检波器是从调幅波中去掉载波高频信号, 取出有用的低频信号。光电检测器是从输入的光信号中取出有用的电信号(有线电视信号) , 完成光- 电转换, 能完成O /E转换的光接收器件称光电检测器或光电二极管( PD)。光电检测器输出的射频有线电信号送入电信号放大级放大, 之后送至均衡器, 完成对带宽内( 550MH z、750 MH z、860 MH z的带宽内)的平坦度调整, 之后送入衰减器, 衰减器完成对带宽内各频道幅度的调整, 保证输出级有合适的输出电平(即保证光接收机有合适的输出电平)。输出放大器输出信号送入分支器(或分配器) , 之后送到接收机的各输出口, 从输出放大级输出取出部分信号送至AGC 控制电路, 完成AGC控制作用和监测作用。
电源部分输出稳定的24 V 直流电压, 供给接收的各有源器件。
1光接收机主要组成部分的工作原理
1. 1 光接收器件原理与特性
光接收器件是光纤传输系统中不可缺少的器件,它是接收输入端口使用的半导体二极管器件, 其作用是将输入的光信号变换成输出的电信号, 类似于电气通信中的检波器, 所以称它为光检测器或光电二极管( PD: Photo D iode), 从PD取出的是与光功率成比例的电流, 也可以用负载电阻把这一电流变成电压。光功率与被检测的电流或电压成比例的关系, 说明被检测的光电场强度的平方值与电流成比, 所以可以认为是平方律检波。
光检测器对光接收机的工作速率、灵敏度等特性有重大影响, 因此对光检测器有如下要求:
( 1)在系统工作的波段范围内有很高的响应效率, 即对工作波段内入射的光信号, 光检测器能输出较大的光电流, 实际上不同材料对各种波长的光的响应效率是不一样的, 在使用光检测器时必须合理选择所用的器件, 才能满足系统要求。
( 2)有足够的响应度, 输出电流与输入光功率是线性关系, 以保证信号不失真。
( 3)噪声低, 频带宽。光检测器在光电变换中引入的噪声应尽量小, 因为光检测器的入射光信号一般相当微弱, 又是光接收机的最前级, 对系统的载噪比影响较大。
( 4)可靠性高、寿命长、性能稳定, 能适应一定的温度等环境条件变化。
光检测器的工作原理是: 半导体晶体中的电子可能处于两种状态, 一种是围绕原子核旋转的状态, 另一种是脱离原子核的束缚而自由运动的状态, 该状态还由于电子的自由运动, 因而有助于产生导电状态。处于这种状态的电子, 其能量比处于前一种状态的要高。
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图2 电子能级的价带、导带和禁带
由图2可见, 能量高的区域称为导带, 能量低的区域为价带, 处于它们中间的是禁带, 它表示电子在其中不能存在的状态。当光入射半导体接收的光能量大于半导体禁带时, 会使半导体原子中价带的电子跃迁到导带, 价带因失去电子以后而出现空穴, 所以由光的入射就
会产生电子、空穴对, 当外部加上电压时, 会使这些电子、空穴对移动, 从而取出电流。
光电二极管的基本结构也是P- N 结。在P - N结中, 在N层当电子向导带跃迁时, 失去电子的晶体的原子就要带正电, 在P层则空穴移动的轨迹要带负电, 因此电子和空穴受到这些电荷的排斥而远离强区,在结区附近出现一个不存在电子和空穴等载流子的称为耗尽层的层, P和N 层之间因为带电而产生电位差,其能级就不同, 因而在中间形成倾斜状态。当光射入耗尽层而进一步产生电子、空穴对时, 由于上述倾斜,电子和空穴将被吸收而分别*在N 层和P层, 从而形成光电电动势, 如果加以反向偏压(正极在N 层, 负极在P层), 电位的倾斜将进一步增大, 由光产生的载流子就能作为电流而有效地取出。
1. 2 光接收机的功率放大
在光接收机中, 功率放大都采用集成一体化模块,依据信号的放大流程, 前面一级放大通常都采用低噪声、推挽放大模块, 后面一级都采用功率倍增模块。在光接收机中, 放大模块的质量对光接收机的影响较大,放大模块的选择也决定了光接收机的档次与价位, 光接收机的输出电平的设定是由放大模块的增益决定的。后级功率倍增模块的增益可选的范围比较小, 一般增益为18 dB 或20 dB。因而光接收机的RF增益主要由前级推挽放大模块决定, 其模块增益从18 dB到30 dB 不等。光接收机模块的选择有多种方式: 可采用硅放大模块、GaA s放大模块、进口模块、国产模块等诸多配置, 当光接收机在低电平输出时, 放大模块的指标对光接收机的整机指标影响不大, 如果光接收机实现高电平输出则放大模块的影响将是主要因素。
1. 3 光接收机的增益调节
光接收机的增益调节都是通过衰减器来实现, 在实用化的产品中有两种形式的衰减器, 固定衰减器和可调衰减器。固定衰减器是采用不同的固定电阻, 通过一定的电路形式实现衰减值的变化, 按具体电路的不同有T 型衰减器、??型衰减器、H型衰减器等多种实用产品。可调式衰减器是用可调电阻代替固定电阻,在一定范围内实现无级调节, 其良好的可调节性使之应用前景一片光明。
1. 4 光接收机的均衡调节
不像放大器非有均衡调节不可, 光接收机可以不加均衡器, 光接收组件解调出来的电信号在整个工作频段内是平坦的, 没有斜率, 因而也无须调节均衡。设有均衡调节只有一个作用, 那就是可以实现光接收机的半倾斜高电平输出, 提高光接收机的带负载能力。
均衡器是有线电视系统一个必不可少的常用器件, 它是由电感、电容和电阻构成一个桥T型4端高通网络,通过调整电抗元件可以改变幅频特性的倾斜度, 即对低频信号衰减大、高频信号衰减依次减小, 正好和电缆的衰减特性相反, 在光接收机应用中主要有两种, 即固定均衡器、可调均衡器。( 1)固定均衡器由电感、电容和电阻等无源器件组成。固定式均衡器通常是一个桥T型无源4端网络, 它克服了可变均衡器桥T 型衰减网络的不稳定性, 得到广泛应用, 其主要优点是电路简单、成本低廉、均衡量固定, 靠换用不同均衡量的均衡器实现均衡调节。( 2)可调均衡器是在固定均衡器的基础上, 用可调衰减网络代替固定衰减网络, 并增加阻抗匹配元件而成, 可以实现连续均衡量的调整, 使用非常方便, 在光接收机中, 固定均衡器、可调均衡器都有应用。
2 常见故障分析及排除
2. 1 故障现象: 输出电平太低
原因分析:
①入光功率太低② 光纤连接头被沾污③+ 24V 电压太低④输出电平测试端接触不良处理过程:
① 测试输入光功率, 在保证指标的前提下提高光发射机输入电平;② 断开电源, 取下APC 光纤连接头, 用无绒棉球蘸无水酒精擦拭, 清洁连接头的端面;③测试模块供电电压是
否为( 24 ? 0. 3 V );④检查测试端及相关连线是否接好。
( 2)故障现象: 电视图像有雪*, 但输出电平正常原因分析: 光发射机射频输入电平太低或信号质量不好。
处理过程: 提高光发射机射频输入电平, 改善信号质量。
( 3)故障现象: 电视图像有斜纹原因分析: 光发射机射频输入电平太高或信号质量不好。
处理过程: 降低光发射机射频输入电平, 改善信号质量。
( 4)故障现象: 没有输出信号原因分析: 电源不工作; 光接收机没有光信号输入。
处理过程:
① 查找电源各接插件是否接触不良, 保险丝是否熔断;② 测量输入光接收机的光功率。
WR8604JL光接收机说明书 WR8604JL是我公司最新推出的高档四输出CA TV网络光接收机，本机前级采用全砷化镓MMIC放大，后级为砷化镓模块放大器，优化的线路设计，加上本公司十多年专业的设计经验，而使本机的达到了较高的性能指标。单片机控制数码显示各项参数，使工程调试格外方便，是构建CA TV网络的主流机型。 一、性能特点 ■高响应度PIN光电转换管。 ■线路优化设计，SMT工艺生产，优化整机信号通道，光电信号传输更流畅。 ■专业的射频衰减芯片，射频衰减和均衡线性好，精度高。 ■砷化镓放大器件，功率倍增输出，增益高、失真低。 ■单片机控制整机工作，数码显示各项参数，操作方便直观，性能稳定。 ■优良的AGC特性，输入光功率－9～＋2dBm时，输出电平保持不变，CTB、CSO基本不变。 ■预留数据通讯接口，方便与网管应答器连接，接入网管系统。 二、技术参数
备注：以上给出的正向射频指标是在末级使用砷化镓25dB功率倍增模块时的参数，如果使用其他模块时，指标会略有不同。 三、原理框图 五、功能显示及操作说明 Mode: 当前控制模式选择按钮，共七种工作模式 ▲：为up按钮，在A TT或EQ模式时增加衰减量或均衡量。 ▼：为down按钮，在A TT或EQ模式时减少衰减量或均衡量。 以下做详细图示说明:
六、结构示意图 1、光纤输入口 2、光纤法兰盘 3、过流插片1 4、－20dB输出射频检测口1 5、输出分支或分配器1 6、射频输出口1 7、射频输出口2 8、过流插片2 9、－20dB输出射频检测口10、输出分支或分配器2 11、射频输出口3 12、射频输出口4 13、过流插片3 14、过流插片4 15、反向射频衰减1 16、－20dB反向射频检测口1 17、低通滤波器18、反向射频衰减2 19、反向射频均衡器20、－20dB反向射频检测口2 21、反向射频衰减3 22、状态显示数码管23、控制模式选择按钮24、up按钮 25、down按钮26、数据通讯接口27、AC60V输入口（B型）28、主板电源输入口29、AC220V输入口(A型) 30、开关电源
光发射机平均光功率的测试 一、实验目的 1.了解数字光发射机平均光功率的指标要求。 2.掌握数字光发射机平均光功率的测试方法。 二、实验内容 1.测试数字光发射机的平均光功率。 三、实验仪器 1.光纤通信实验系统1台。 2.示波器1台。 3.万用表1部。 4.FC/PC光纤跳线1根。 四、实验原理 光发送机的平均输出光功率被定义为当发送机送伪随机序列时，发送端输出的光功率值。ITU-U在规范标准光接口时，为使成本最佳，同时适应运行条件变化，并考虑了活动连接器的磨损、制造和测量容差以及老化因素的影响后，给出了一个允许的范围。其中比较重要的激光器劣化机理是有源层的劣化和横向漏电流的增加所导致的激励电流增加以及光谱特性随时间的变化。通常，光发送机的发送功率需要有1～1.5 dB的富余度。本实验将带领大家测量本实验系统发射光功率。 五、实验注意事项 1.在实验过程中切勿将光纤端面对着人，切勿带电进行光纤的连接。 2.不要带电插拔信号连接导线。 六、实验步骤 1.在实验系统断电的情况下，用信号连接线连接数字信号源模块PN序列二输出口P283和1310nm数字光发模块数字光发信号输入口P261。 2.用光纤跳线连接1310nm光发和光收接口，并将1310nm光收模块开关K3打到“光功率计”。 3.将1310nm光发模块的J1第一位拨为“ON”（数字光调制的通状态），第二位拨为“OFF”（自动光功率控制补偿电流的断状态）。将K1设置为“数字”。 4.将1310nm光发模块的RP300（数字光调制的光发射功率大小的调节旋钮，顺时针旋转为光功率增大），顺时针旋到最大。
5.打开系统电源。此时光功率计的读数，即为光发端机的平均光功率。 6.做完实验后关掉系统电源，拆除实验导线。 7.将各实验仪器摆放整齐。
第三部分光接收机的结构及原理 在有线电视HFC网络中，光接收机通常位于光纤接点和有线电视的前端位置，它的主要功能是把光信号转变为RF信号，前面已经详细讲述了光探测器、光接收组件的原理及应用。光探测器是实现光/电转换的关键部件，其质量的优劣决定了光接收机的性能指标与档次，光接收组件是光探测器与前置放大器的组合，在光接收机中，无论是分离组件还是一体组件，该部分的成本比重都比较大，与光发射机的激光器一样，不仅决定了光接收机的性能指标，还将决定光接收机的价格。光接收的整机组成主要由光接收组件、功率放大模块及其附属功能电路组成，除光接收组件外，功率放大模块是光接收机的第二大核心元件。即使是采用相同的组件，由于采用不同档次、不同价位的放大模块组合，整机也会有显著不同。有线电视技术发展到今天，光接收机采用分离元件制作放大模块已不多见，基本上全采用集成一体化组件结构。该结构模块大多属于厚膜集成电路，它是用丝网印刷和烧结等工艺在同一陶瓷基片上制作无源网源，并在其上组装分立的半导体芯片或单片集成电路、放大三极管管芯等，另外再外加塑料密封，防止潮气、杂质的进入。 一、光接收机常用的放大模块介绍 能用于光接收机的模块有众多型号，排除品牌命名的差异，根据放大模块的增益划分有14dB、18dB、20dB、22dB、27dB等，用于单模块放大器的34dB的放大模块在光接收机中少有应用，当然也不排除低档光接收机应用的可能。根据放大模块具体放大电路结构的
不同划分：有推挽放大模块、功率倍增放大模块两种，而根据放大元件工艺的不同，放大模块又分为硅放大工艺、砷化镓工艺两种，在光接收机中采用的模块的命名，一般以推挽和功率倍增为主要区分，同时附加增益的差异与器件工艺，如果不说是砷化镓工艺模块则所说的放大模块一般都是指硅工艺。 1．推挽放大模块的原理及结构。在实用的放大电路中，三极管的集电极并非总有电流流过，根据集中极电流导通时间的长短，通常把放大器分成甲类、乙类、丙类等。在输入信号的整个周期中都有电流流过集电极的放大器称为甲类放大器；只有在输入信号的半个周期内有集中极电流的放大器称为乙类放大器；在小于输入信号半个周期内有集中极电流的放大器称为丙类放大器。在许多实用的放大电路中，为了提高放大效率通常都需要把工作点移到截止区，即采用半周导通的乙类工作状态，这时若仍采用一个晶体管，输出信号中将只出现一半波形，将发生严重的截止失真。为了解决这个问题，可采用两只特性完全相同的晶体管，使其中一只晶体管在正半周导通，另一晶体管在负半周导通，最后在负载上合成完整波形，这就是推挽放大电路。下图是推挽放大电路的结构示意图： 输入信号经过高频传输变压器B1，反相加在晶体管VT1和V T2上，被放大后各自在半个周期内产生半个波，在变压器B2上反相叠加，重新合成完整波形输出，由于输出信号反相叠加，其中的直流分量和非线性失真中的偶次谐波互相抵消。降低了直流工作点，使变压器中流过电流减少，从而体积可以做得较小，进一步提高了放大器
光 刻 工 艺 一、目的： 按照平面晶体管和集成电路的设计要求，在SiO 2或金属蒸发层上面刻蚀出与掩模板完全相对应的几何图形，以实现选择性扩散和金属膜布线的目的。 二、原理： 光刻是一种复印图象与化学腐蚀相结合的综合性技术，它先采用照像复印的方法，将光刻掩模板上的图形精确地复制在涂有光致抗蚀剂的SiO 2层或金属蒸发层上，在适当波长光的照射下，光致抗证剂发生变化，从而提高了强度，不溶于某些有机溶剂中，未受光照射的部分光致抗蚀剂不发生变化，很容易被某些有机溶剂溶解。然后利用光致抗蚀剂的保护作用，对SiO 2层或金属蒸发层进行选择性化学腐蚀，从而在SiO 2层或金属层上得到与光刻掩模板相对应的图形。 （一）光刻原理图 （一）光刻胶的特性： 1．性能，光致抗蚀剂是一种对光敏感的高分子化合物。当它受适当波长的光照射后就能吸收一定波长的光能量，使其发生交联、聚合或分解等光化学反应。由原来的线状结构变成三维的网状结构，从而提高了抗蚀能力，不再溶于有机溶剂，也不再受一般腐蚀剂的腐蚀． 2．组成：以KPR 光刻胶为例： 感光剂－－聚乙烯醇肉桂酸酯。 溶 剂－－环己酮。 增感剂－－5·硝基苊， 3．配制过程： 将一定重量的感光剂溶解于环己酮里搅拌均匀，然后加入一定量的硝基苊,再继续揖拌均匀，静置于暗室中待用。 感光剂聚乙烯醇肉桂酸酯的感光波长为3800?以内，加入5·硝基苊后感光波长范围发生了变化从2600—4700 ?。 （二）光刻设备及工具： 在SiO 2层上涂复光刻胶膜 将掩模板覆盖 在光刻胶膜上 在紫外灯下曝光 显影后经过腐蚀得到光刻窗口
1．曝光机－－光刻专用设备。 2．操作箱甩胶盘－－涂复光刻胶。 3．烘箱――烤硅片。 4．超级恒温水浴锅－－腐蚀SiO2片恒温用。 5．检查显为镜――检查SiO2片质量。 6．镊子――夹持SiO2片。 7．定时钟――定时。 8．培养皿及铝盒――装Si片用。 9．温度计――测量温度。 图（二）受光照时感光树脂分子结构的变化 三、光刻步骤及操作原理 1．涂胶：利用旋转法在SiO2片和金属蒸发层上，涂上一层粘附性好、厚度适当、均匀的光刻胶。 将清洁的SiO2片或金属蒸发片整齐的排列在甩胶盘的边缘上，然后用滴管滴上数滴光刻胶于片子上，利用转动时产生的离心力，将片子上多余的胶液甩掉，在光刻胶表面粘附能力和离心力的共同作用下形成厚度均匀的胶膜。 涂胶时间约为1分钟。 要求：厚度适当（观看胶膜条纹估计厚薄），胶膜层均匀，粘附良好，表面无颗粒无划痕。 图（三）光刻工艺流程示意图
第四节汽轮发电机 汽轮发电机是同步发电机的一种，它是由汽轮机作原动机拖动转子旋转，利用电磁感应原理把机械能转换成电能的设备。 汽轮发电机包括发电机本体、励磁系统及其冷却系统等。 一、汽轮发电机的工作原理 按照电磁感应定律，导线切割磁力线感应出电动势，这是发电机的基本工作原理。汽轮发电机转子与汽轮机转子高速旋转时，发电机转子随着转动。发电机转子绕组内通入直流电流后，便建立一个磁场，这个磁场称主磁极，它随着汽轮发电机转子旋转。其磁通自转子的一个极出来，经过空气隙、定子铁芯、空气隙、进入转子另一个极构成回路。 根据电磁感应定律，发电机磁极旋转一周，主磁极的磁力线北装在定子铁芯内的U、V、W三相绕组（导线）依次切割，在定子绕组内感应的电动势正好变化一次，亦即感应电动势每秒钟变化的次数，恰好等于磁极每秒钟的旋转次数。 汽轮发电机转子具有一对磁极（即1个N极、一个S极），转子旋转一周，定子绕组中的感应电动势正好交变一次（假如发电机转子为P对磁极时，转子旋转一周，定子绕组中感应电动势交变P次）。当汽轮机以每分钟3000转旋转时，发电机转子每秒钟要旋转50周，磁极也要变化50次，那么在发电机定子绕组内感应电动势也变化50次，这样发电机转子以每秒钟50周的恒速旋转，在定子三相绕组内感应出相位不同的三相交变电动势，即频率为50Hz的三相交变电动势。这时若将发电机定子三相绕组引出线的末端（即中性点）连在一起。绕组的首端引出线与用电设备连接，就会有电流流过，这个过程即为汽
轮机转子输入的机械能转换为电能的过程。 二、汽轮发电机的结构 火力发电厂的汽轮机发电机皆采用二极、转速为3000r/min的卧式结构。发电机与汽轮机、励磁机等配套组成同轴运转的汽轮发电机组。 发电机最基本的组成部件是定子和转子。 为监视发电机定子绕组、铁芯、轴承及冷却器等各重要部位的运行温度，在这些部位埋置了多只测温元件，通过导线连接到温度巡检装置，在运行中进行监控，并通过微机进行显示和打印。 在发电机本体醒目的位置装设有铭牌，标出发电机的主要技术参数，作为发电机运行的技术指标。 （一）定子 发电机的定子由定子铁芯、定子绕组、机座、端盖及轴承等部件组成。 1.定子铁芯 定子铁芯是构成磁路并固定定子绕组的重要部件，通常由0.5mm或0.35mm厚，导磁性能良好的冷轧硅钢片叠装而成。大型汽轮发电机的定子铁芯尺寸很大，硅钢片冲成扇形，再用多片拼装成圆形。 2.定子绕组 定子绕组嵌放在定子铁芯内圆的定子槽中，分三相布置，互成120°电角度，以保证转子旋转时在三相定子绕组中产生互成120°相位差的电动势。每个槽内放有上下两组绝缘导体（亦称线棒），每个线棒分为直线部分（置于铁芯槽内）和两个端接部分。直线部分是切割磁力线并产生感应电动势的有效边，端接部分起连接作用，把各线棒按一定的规律连接起来，构成发电机的定子绕
光工作站地结构及原理 第四部分光工作站地结构及原理 传统地广播分配网，随网络地改造，向通信式地双向交互网发展，光纤网络和无源电缆分配网将是网络架构地主导模式.网络地目标就是成为一个能为本地区（城市）提供多种信息业务服务地宽带多媒本通信平台；从目前地网络发展态势看起具有明显地特点：光纤向用户逐步延伸，光接点地服务半径越来越小，双向用户逐渐增多，放大器地应用越来越少，光接点以后地网络可靠性得到大幅度提高.随着用户对服务质量要求地提高，光接点最终将是无源分配网络，即不采用放大器，只由光接收设备提供高电平信号，覆盖结点周围用户.普通地光接收机将无法再胜任作为光接点接收设备地高要求，为适应这一发展，解决双向用户共享带宽地制约，提高网络服务质量，可升级地通信型光站应运而生，其将是宽带用户接入网地主导设备. 各个生产厂家推出地光工作站地具体结构及功能并不一致，作为光工作站其与光接收机有明显地区别.（）按功能结构区分.光工作站一般具有多于个独立地高电平输出端口，每端输出电平一般要求大于，以适应直接用于用户分配，增加覆盖地要求.而光接收机地输出电平一般不高，既使是高电平输出光接收机，其最大输出也一般低于；光工作站具有完备地功能模块（或预留插口），而光接收机由于采用小外壳，功能模块单元相对很小，主要功能仅是实现光电转换，即使有回传发射模块，也相当简单，无法适应未来双向光接点地较高要求.（）按可靠性区分.光工作站一般都采用高冗余度，通常都对关键地功能模块实现备份，常见地功能备份有如下几种：、电源备份，通常光工作站可插入两个高效开关电源，在一个电源出现故障时，内部控制单元可自动切换到另一个电源.、光备份，光备份有光接收备份、光发射备份.光接收备份：光工作站可插入个以上地光接收功能模块，分别接收不同路由地光信号，当一路出现故障时，控制单元将及时切换到另一路；光发射备份：光工作站可插入个以上地回传发射模块，
光接收机的结构和原理 2009-08-31 20:20:03| 分类：电子通信时代| 标签：|字号大中小订阅 在有线电视HFC网络中，光接收机通常位于光纤接点和有线电视的前端位置，它的主要功能是把光信号转变为RF信号，前面已经详细讲述了光探测器、光接收组件的原理及应用。光探测器是实现光/电转换的关键部件，其质量的优劣决定了光接收机的性能指标与档次，光接收组件是光探测器与前置放大器的组合，在光接收机中，无论是分离组件还是一体组件，该部分的成本比重都比较大，与光发射机的激光器一样，不仅决定了光接收机的性能指标，还将决定光接收机的价格。光接收的整机组成主要由光接收组件、功率放大模块及其附属功能电路组成，除光接收组件外，功率放大模块是光接收机的第二大核心元件。即使是采用相同的组件，由于采用不同档次、不同价位的放大模块组合，整机也会有显著不同。有线电视技术发展到今天，光接收机采用分离元件制作放大模块已不多见，基本上全采用集成一体化组件结构。该结构模块大多属于厚膜集成电路，它是用丝网印刷和烧结等工艺在同一陶瓷基片上制作无源网源，并在其上组装分立的半导体芯片或单片集成电路、放大三极管管芯等，另外再外加塑料密封，防止潮气、杂质的进入。 一、光接收机常用的放大模块介绍 能用于光接收机的模块有众多型号，排除品牌命名的差异，根据放大模块的增益划分有14dB、18dB、20dB、22dB、27dB等，用于单模块放大器的34dB的放大模块在光接收机中少有应用，当然也不排除低档光接收机应用的可能。根据放大模块具体放大电路结构的不同划分：有推挽放大模块、功率倍增放大模块两种，而根据放大元件工艺的不同，放大模块又分为硅放大工艺、砷化镓工艺两种，在光接收机中采用的模块的命名，一般以推挽和功率倍增为主要区分，同时附加增益的差异与器件工艺，如果不说是砷化镓工艺模块 则所说的放大模块一般都是指硅工艺。 1．推挽放大模块的原理及结构。在实用的放大电路中，三极管的集电极并非总有电流流过，根据集中极电流导通时间的长短，通常把放大器分成甲类、乙类、丙类等。在输入信号的整个周期中都有电流流过集电极的放大器称为甲类放大器；只有在输入信号的半个周期内有集中极电流的放大器称为乙类放大器；在小于输入信号半个周期内有集中极电流的放大器称为丙类放大器。在许多实用的放大电路中，为了提高放大效率通常都需要把工作点移到截止区，即采用半周导通的乙类工作状态，这时若仍采用一个晶体管，输出信号中将只出现一半波形，将发生严重的截止失真。为了解决这个问题，可采用两只特性完全相同的晶体管，使其中一只晶体管在正半周导通，另一晶体管在负半周导通，最后在负载上合成完整波形，这就是推 挽放大电路。下图是推挽放大电路的结构示意图： 输入信号经过高频传输变压器B1，反相加在晶体管VT1和VT2上，被放大后各自在半个周期内产生半个波，在变压器B2上反相叠加，重新合成完整波形输出，由于输出信号反相叠加，其中的直流分量和非线性失真中的偶次谐波互相抵消。降低了直流工作点，使变压器中流过电流减少，从而体积可以做得较小，进一步提高了放大器的输出功率和效率；更为重要的是，偶次谐波的抵消，减少了放大器的非线性失真，对提高有线电视系统的非线性失真指标具有重要意义。在实际应用中，通常采用两组推挽电路并接的方法，构成桥式结构，则每级推挽电路在负载上的直流电压可抵消，从而简化电路结构。在推挽电路中，两个极性相同晶体管的特性应尽可能一致，两个极性相反晶体管的特性应尽可能互补，才能最大限度的抵消输出信号中的偶次谐波失真，若在电电路中引入负反馈，非线性失真还可进一步减小。 下图是商用化模块常采用的电路结构。 该模块用了共射——共基极放大推挽输出，4个NPN型晶体管两两接成共射—共基极组合放大电路，它们再通过输入、输出变压器接成推挽电路。共射—共基电路的特点是：简单高效，在选定最佳e极电流的情况下，此电路能有效的减小集电极非线性及e—b结非线性。此电路采用低射极电阻和高并联电阻取得高增益，又由于采用了低噪声晶体管使模块的噪声系数降到了尽可能低的程度。总之该电路集中了共射—共基
投影光刻机对准系统功能原理 投影光刻机对准系统功能原理 1 对准系统简介 对准系统的主要功能就是将工件台上硅片的标记与掩膜版上的标记对准，其标记的对准精度能达到±0.4μm（正态分布曲线的3σ值）。因为一片硅片在一个工艺流程中的曝光次数可能达到30次，而对准精度直接影响硅片的套刻精度，所以硅片的对准精度非常的关键。 由于对准系统对硅片标记的搜索扫描有一定的范围，它在X方向和Y方向都只能扫描 ±44μm，所以硅片被传送到工件台上进行对准之前，需要在预对准工件台上先后完成两次对准，即机械预对准和光学预对准，以便满足精细对准的捕捉范围。注意：本文所提到的对准都是所谓的精细对准。 PAS2500/10投影光刻机对准系统主要由三个单位部分构成：照明（对准光源）部分，双折射单元和对准单元。这三个单元与掩膜版、硅片、以及投影透镜的相对位置如图1所示，在图中可以看出，对准系统中用了两个完全相同的光路，这是为了满足对准功能的需要。 1.1 对准系统的光学结构和功能 由于对准系统中的两条完全相同，所以在下面的介绍中只详细地阐述了其中的一条光路。在对准系统中，照明部分的主要部件就是激光发射器，它产生波长为633nm的线性极化光，避免在硅片对准的过程中使硅片被曝光（硅片曝光用的光为紫外光）。然后对准激光将通过一系列的棱镜和透镜进入双折射单元，该激光将从双折射单元底部射出，通过曝光的投影透镜照到硅片的标记上；而经过硅片表面的反射后由原路返回，第二次经过双折射单元，由双折射单元的顶部射出，再经过聚焦后对准到掩膜版的标记上。 在对准单元内，硅片的标记图象和掩膜版标记的图象同时通过一个调制器后，将被聚焦到一个Q-CELL光电检测器上。此调制器是用来交替传送两个极化方向的硅片标记图象，Q-CELL 光电检测器将对硅片的标记的每个极化方向图象分别产生一个电信号，由此产生的电信号的振幅取决于该极化方向硅片标记的图象与掩膜版标记图象在Q-CELL的显示比例。 硅片上的对准标记如图2所示，标记分为四个象限，每个象限有8μm或8.8μm的对准条，其中有两个象限的对准条用来对准X向，另外两个象限用来对准Y向。而Q-CELL光电检测器的每一个单元对应标记的一个象限，当在Q-CELL检测器的每一个单元中，两个极化方向的标记图象的能量都相等的时候，就表明硅片与掩膜版的标记完全对准了。从图1中可以看到对准光束在经过对准单元的时候被分成了两束，一束激光将通过调制器到达Q-CELL 光电检测器，而另一束激光则以视频的形式反馈到操作台。通过操作台上的视频监视器可以直观的看到标记的移动和对准不同标记时位置的相对变化。虽然是两个不同极化方向的硅片标记与掩膜版标记同时对准，但是由于它们是同步的，彼此之间几乎看不到有何不同，所以只有一个极化图象被显示。 1.2 对准系统的电路部分 对准系统的电路部分主要的功能是： 1、产生一个信号去驱动光学调制器。 2、处理Q-CELL光电检测器产生的信号。 光学调制器的驱动：该调制器信号要求频率为50Hz的正弦信号，其振幅要求能满足对最大的Q-CELL检测信号起调制作用。 Q-CELL检测信号的处理：在对准的时候，工件台将首先沿X轴向缓慢地带动E-CHUCK上的硅片移动，进行X轴向对准，当硅片标记上X向光栅与对应的掩膜版上X向光栅对准时，
第一章600WM汽轮机低压缸及发电机结构简介 一、汽轮机热力系统的工作原理 1、汽水流程： 1〉再热后的蒸汽从机组两侧的两个中压再热主汽调节联合阀及四根中压导汽管从中部进入分流的中压缸，经过正反各9 级反动式压力级后，从中压缸上部四角的4 个排汽口排出，合并成两根连通管，分别进入Ⅰ号、Ⅱ号2个低压缸。低压缸为双分流结构，蒸汽从中部流入，经过正反向各7 级反动式压力级后，从2个排汽口向下排入凝汽器。排入凝汽器的乏汽在凝汽器内凝结成凝结水,由凝结水泵升压后经化学精处理装置、汽封冷却器、四台低压加热器，最后进入除氧器，除氧水由给水泵升压后经三台高压加热器进入锅炉省煤器，构成热力循环。 二、汽轮机本体缸体的常规设计 低压汽缸为三层缸结构，能够节省优质钢材，缩短启动时间。汽机各转子均为无中心孔转子，采用刚性联接，，提高了转子的寿命及启动速度。#1 低压转子的前轴承采用两瓦块可倾瓦轴承，这种轴承不仅有良好的自位性能，而且能承受较大的载荷，运行稳定。低压转子的另外三个轴承为圆筒轴承，能承受更大的负荷。 三、岱海电厂的设备配置及选型 1）我公司的汽轮机组选用上海汽轮机厂生产的 N600-16.7/538/538 型600MW 机组。最大连续出力可达 648.624MW。这是上海汽轮机厂在引进美国西屋电气公司技术的基础上，对通流部分作了设计改进后的新型机组，它采用积木块式的设计。形式为亚临界参数、一次中间再热、单轴、四缸、四排汽凝汽式汽轮机。具有较好的热负荷和变负荷适应性，采用数字式电液
调节（DEH）系统。机组能在冷态、温态、热态和极热态等不同工况下启动。 汽轮机有两个双流的低压缸；通流级数为28级。低压汽缸为三层缸结构，能够节省优质钢材，缩短启动时间。汽机各转子均为无中心孔转子，采用刚性联接，提高了转子的寿命及启动速度。低压缸设有四个径向支持轴承。#1 低压缸的前轴承采用两瓦块可倾瓦轴承，这种轴承不仅有良好的自位性能，而且能承受较大的载荷，运行稳定。低压转子的另外三个轴承为圆筒轴承，能承受更大的负荷。 汽轮机低压缸有4级抽汽，分别用于向4 台低压加热器提供加热汽源。N600-16.7/538/538汽轮机采用一次中间再热，其优点是提高机组的热效率，在同样的初参数条件下，再热机组一般比非再热机组的热效率提高4%左右，而且由于末级蒸汽温度较非再热机组大大降低，因此，对防止汽轮机组低压末级叶片水蚀特别有利。但是中间再热式机组的热力系统比较复杂。 汽轮机额定基本参数 型号N600-16.7/538/538 铭牌出力603.7MW 结构形式亚临界、一次中间再热、单轴、四缸、四排汽、反动式、冷凝式 主汽压力16.7MPa 主汽温度538℃ 再热汽压力 3.194MPa 再热汽温度538℃ 背压11.8kPa（a） 冷却水温18℃ 给水温度278.2℃ 转速3000r/min 旋转方向从汽轮机端向发电机端看为顺时针 汽轮机抽汽级数8级
十三章 光刻II 光刻机和光掩膜版 前几章讲述了光刻胶材料的性质和工艺技术。在这一章里，我们介绍如何将图形转移到硅片表面上，包括以下内容：a)将图形投影到硅片表面的装置（即光刻对准仪或光刻翻版机），由此使得所需图形区域的光刻胶曝光。 b)将图形转移到涂有光刻胶的硅片上的工具（即光掩模版和中间掩模版）。在介绍光刻机或掩模版之前，把用以设计和描述操作光刻机的光学原理简要地说明一下。它们是讲明光掩模板和中间掩模版的基础。 在讨论光学原理之前，有必要介绍一下微光刻硬件的关键。那就是把图形投影到硅表面的机器和掩模版的最重要的特征：a)分辨率、b)图形套准精度、c)尺寸控制、d)产出率。 通常，分辨律是指一个光学系统精确区分目标的能力。特别的，我们所说的微图形加工的最小分辨率是指最小线宽尺寸或机器能充分打印出的区域。然而，和光刻机的分辨率一样，最小尺寸也依赖于光刻胶和刻蚀的技术。关于分辨率的问题将在微光刻光学一章中更彻底的讲解，但要重点强调的是高分辨率通常是光刻机最重要的特性。 图形套准精度是衡量被印刷的图形能“匹配”前面印刷图形的一种尺度。由于微光刻应用的特征尺寸非常小，且各层都需正确匹配，所以需要配合紧密。
微光刻尺寸控制的要求是以高准度和高精度在完整硅片表面产生器件特征尺寸。为此，首先要在图形转移工具〔光刻掩模版〕上正确地再造出特征图形，然后再准确地在硅片表面印刷出〔翻印或刻蚀〕。 加工产率是重要但 不是最重要加工特征。例 如，如果一个器件只能在 低生产率但高分辨率的 光刻机制版，这样也许仍 然是经济的。不过，在大 部分生产应用中，加工和 机器的产率是很重要的， 也许是选择机器的重要因素之一。 1.微光刻光学 在大规模集成电路的制造中。光刻系统的分辨率是相当重要的，因为它是微器件尺寸的主要限制。在现代化投影光刻机中光学配件的质量是相当高的，所以图形的特征尺寸因衍射的影响而受限制，而不会是因为镜头的原因(它们被叫做衍射限制系统)。因为分辨率是由衍射限度而决定的，那就必须弄明白围绕衍射限度光学的几个概念，包括一致性、衍射、数值孔径、调频和许多重要调节转换性能。下几节的目的就是要简要和基本地介绍这些内容。参考资料1·2讲得更详细。 衍射·一致性·数值孔径和分辨率 图（1）：一束空间连续光线经过直的边缘时的光强 a)依据几何光学b)散射
汽轮机设备结构与工作原理（4） 81．汽轮机的滑销有哪些种类？它们各起什么作用？ 根据滑销的构造形式、安装位置可分为下列六种： ⑴横销：一般安装在低压汽缸排汽室的横向中心线上，或安装在排汽室的尾部，左右两侧各装一个。横销的作用是保证汽缸横向的正确膨胀，并限制汽缸沿轴向移动。由于排汽室的温度是汽轮机通流部分温度最低的区域，故横销都装于此处，整个汽缸由此向前或向后膨胀，形成了轴向死点。 ⑵纵销：多装在低压汽缸排汽室的支撑面、前轴承箱的底部、双缸汽轮机中间轴承的底部等和基础台板的接合面间。所有纵销均在汽轮机的纵向中心线上。纵销可保证汽轮机沿纵向中心线正确膨胀，并保证汽缸中心线不能作横向滑移。因此，纵销中心线与横销中心线的交点形成整个汽缸的膨胀死点，在汽缸膨胀时，这点始终保持不动。 ⑶立销：装在低压汽缸排汽室尾部与基础台板间，高压汽缸的前端与轴承座间。所有的立销均在机组的轴线上。立销的作用可保证汽缸的垂直定向自由膨胀，并与纵销共同保持机组的正确纵向中心线。 ⑷猫爪横销：起着横销作用，又对汽缸起着支承作用。猫爪一般装在前轴承座及双缸汽轮机中间轴承座的水平接合面上，是由下汽缸或上汽缸端部突出的猫爪，特制的销子和螺栓等组成。猫爪横销的作用是：保证汽缸在横向的定向自由膨胀，同时随着汽缸在轴向的膨胀和收缩，推动轴承座向前或向后移动，以保持转子与汽缸的轴向相对位置。 ⑸角销：装在排汽缸前部左右两侧支撑与基础台板间。销子与销槽的间隙为0.06～0.08mm。 斜销是一种辅助滑销，不经常采用，它能起到纵向及横向的双重导向作用。 82．什么是汽轮机膨胀的“死点”，通常布置在什么位置？ 横销引导轴承座或汽缸沿横向滑动并与纵销配合成为膨胀的固定点，称为“死点”。也即纵销中心线与横销中心线的交点。“死点”固定不动，汽缸以“死点”为基准向前后左右膨胀滑动。对凝汽式汽轮机来说，死点多布置在低压排汽口的中心线或其附近，这样在汽轮机受热膨胀时，对于庞大笨重的凝汽器影响较小。国产200MW和125MW汽轮机组均设两个死点，高、中压缸向前膨胀，低压缸向发电机侧膨胀，各自的绝对膨胀量都可适当减小。 83．汽轮机联轴器起什么作用？有哪些种类？各有何优缺点？ 联轴器又叫靠背轮。汽轮机联轴器是用来连接汽轮发电机组的各个转子，并把汽轮机的功率传给发电机。汽轮机联轴器可分为刚性联轴器、半挠性联轴器和挠性联轴器。以下介绍这几种联轴器的优缺点。刚性联轴器：优点是构造简单、尺寸小、造价低、不需要润滑油。缺点是转子的振动、热膨胀都能相互传递，校中心要求高。半挠性联轴器：优点是能适当弥补刚性靠背轮的缺点，校中心要求稍低。缺点是制造复杂、造价较大。挠性联轴器：优点是转子振动和热膨胀不互相传递，允许两个转子中心线稍有偏差。缺点是要多装一道推力轴承，并且一定要有润滑油，直径大，成本高，检修工艺要求高。大机组一般高低压转子之间采用刚性联轴器，低压转子与发电机转子之间采用半挠性联轴器。 84．刚性联轴器分哪两种？ 刚性联轴器又分装配式和整锻式两种型式。 装配式刚性联轴器是把两半联轴器分别用热套加双键的方法，套装在各自的轴端上，然后找准中心、铰孔，最后用螺栓紧固；整锻式刚性联轴器与轴整体锻出。这种联轴器的强度和刚度都比装配式高，且没有松动现象。为使转子的轴向位置作少量调整，在两半联轴器之间装有垫片，安装时按具体尺寸配制一定厚度的垫片。 ．什么是半挠性联轴器？85． 半挠性联轴器的结构是在两个联轴器间用半挠性波形套筒连接，并用螺栓紧固。波形套筒在
GPS接收机的组成及工作原理 目录 第一节 GPS接收机的分类 第二节 GPS接收机组成及工作原理第三节 GPS接收机的构成 第四节注意事项 第五节常见问题及解决方法
第一节 GPS接收机的分类 根据GPS用户的不同要求，所需的接收设备各异。随着GPS定位技术的迅速发展和应用领域的日益扩大，许多国家都在积极研制、开发适用于不同要求的GPS接收机及相应的数据处理软件。 1、按用途分可分为： （1）导航型接收机：①车载型 ②航海型 ③航空型 ④星载型 （2）测地型接收机 (3) 授时型接收机 2、按接收机的载波频率分类（或者说按接受机的卫星信号频率分类） （1）单频接收机 （2）双频接收机 3、按接收机的通道数分类： （1）多通道接收机 （2）序贯通道接收机 （3）多路复用通道接收机 4、按工作原理分类： （1）码相关型接收机 （2）平方型接收机 （3）混合型接收机 （4）干涉型接收机 5、按接收卫星系统分类 （1）单星系统 （2）双星系统 （3）多星系统 6、按接收机的作业模式分类 （1）静态接收机 （2）动态接收机 7、按接收机的结构分类 （1）分体式接收机 （2）整体式接收机 （3）手持式接收机 目前生产GPS测量仪器的厂家有几十家，产品有几百种，但拥有较为成熟产品的不外乎几家，在我国测绘市场占有份额较大的有Trimble、Leica、Ashtech、Javad（Topcon）、Thales（DSNP）加拿大诺瓦太（NoVAteL）等。我国的南方测绘仪器公司和中海达测绘仪器公司也已经有了自己的GPS产品，北京、苏州光学仪器厂也已开始了GPS设备的研制与开发工作。
1光接收机模块操作及调试 6.1光接收机操作及调试说明 6.1.1光接收机显示和操作说明 LED数码显示屏下方有4个控制按键，其中： Up键：按此键为向上翻页或在设置参数时数字递减。 Down键：按此键为向下翻页或在设置参数时数字递增。 Ok键：短按此键1s，为进入子菜单或设置参数时确认保存，但在网络地址分组显示时为跳转到下页；长按此键2s，为进入设置模式。 Esc键：按此键退出到上层菜单或取消设置。 图6-1 光接收机模块 表6-1 光接收机模块LED显示值含义
1：输入光功率（不可设置） 2：输入电压（不可设置） 3：机壳温度（不可设置） 4：输出电平（不可设置） AGC：自动增益模式（不可设置） A1：OUT1和OUT2端口下行衰减（可设置），长按Ok键出现数字闪烁，再按Up、Down键调节（设置范围0～15 dB ，步进为1dB，此项用来调节输出电平大小，衰减值加1dBm，输出电平减1 dBm），短按Ok保存且退出闪烁设置状态。 E1：OUT1和OUT2端口下行均衡（可设置），长按Ok键出现数字闪烁，再按Up、Down键调节（设置范围0～15 dB，步进为1dB，此项是对光接收机高低频输出电平进行差值补偿，均衡值加1dBm，差值减小1 dBm），短按Ok保存且退出闪烁设置状态。 C：射频频道数（可设置），长按Ok键出现数字闪烁，再按上下键调节（设置范围1～99，步进为1，设置不同的值会影响输出电平的精度，此项通常使用出厂默认设置），短按Ok保存且退出闪烁设置状态。 BASE：设备基本信息，短按Ok键进入后,依次显示以下内容：
P/H/G：分别是IP地址，子网掩码，网关等网络地址，其设置方法相同且如下： 一个有效的网络地址格式为A.B.C.D ,在这里是分组显示和设置的 1）进入显示条目 2）按设置(长按Ok 键>2s), 到条目内容闪动, 进入设置状态 3）按Down/Up 设置网络地址A 组内容 4）按Ok (短按) 切换到网络地址B 显示, 按Down/Up 设置 5）按Ok (短按) 切换到网络地址C 显示, 按Down/Up 设置 6）按Ok (短按) 切换到网络地址D 显示, 按Down/Up 设置 7）按Ok (短按) 保存以上显示内容, 回到显示条目, 取消闪烁。 按Down 步进为加10, 按Up 步进为减1，在设置期间, 如取消设置可随时按“Esc”键取消设置，回到LED 显示条目, 并取消闪烁。更改完成后立即生效。 UE：输入波长（可设置,设置不同的值会影响输入光功率的精度），长按Ok键出现数字闪烁，再按上下键调节，设置范围为：13/15 二个值，“UE.13”既表示当前输入波长为1310nm，“UE.15”既表示当前输入波长为1550nm，短按OK保存且退出闪烁设置状态。 AS.xx：光机重启(可设置)，其中AS表示指示该项为重启,而no表示默认为不重启, Gd 表示立即重启。设置方法是，长按OK键出现数字闪烁，再按上下键调节，短按Ok保存且退出闪烁设置状态。 AE.xx：光机恢复出厂(可设置)，其中AE表示指示该项为恢复出厂，而no表示默认为不恢复, Gd 表示下次重启后所有内容为恢复到出厂值。设置方法是，再按Ok键出现数字闪烁，在按上下键调节，短按Ok保存且退出闪烁设置状态。 6.1.2光接收机的调试 1.清洁光纤端面 使用脱脂棉蘸无水酒精清洁光纤尾缆或尾纤的活动接头顶端部。 2.连接光纤尾缆 将光纤尾缆或尾纤的活动接头与本机光纤适配器连接，要确保接头的匹配，连接要准确（活动接头对准适配器缺口）可靠。注意妥善保持光纤的弯曲半径足够，并且减少活动连接器处的径向受力。 3.查看输入光功率
Nikon光刻机对准系统功能原理 投影光刻机对准系统功能原理 1 对准系统简介 对准系统的主要功能就是将工件台上硅片的标记与掩膜版上的标记对准，其标记的对准精度能达到±0.4μm （正态分布曲线的3σ值）。因为一片硅片在一个工艺流程中的曝光次数可能达到30次，而对准精度直接影响硅片的套刻精度，所以硅片的对准精度非常的关键。 由于对准系统对硅片标记的搜索扫描有一定的范围，它在X方向和Y方向都只能扫描±44μm，所以硅片被传送到工件台上进行对准之前，需要在预对准工件台上先后完成两次对准，即机械预对准和光学预对准，以便满足精细对准的捕捉范围。注意：本文所提到的对准都是所谓的精细对准。 PAS2500/10投影光刻机对准系统主要由三个单位部分构成：照明（对准光源）部分，双折射单元和对准单元。这三个单元与掩膜版、硅片、以及投影透镜的相对位置如图1所示，在图中可以看出，对准系统中用了两个完全相同的光路，这是为了满足对准功能的需要。 1.1 对准系统的光学结构和功能 由于对准系统中的两条完全相同，所以在下面的介绍中只详细地阐述了其中的一条光路。在对准系统中，照明部分的主要部件就是激光发射器，它产生波长为633nm的线性极化光，避免在硅片对准的过程中使硅片被曝光（硅片曝光用的光为紫外光）。然后对准激光将通过一系列的棱镜和透镜进入双折射单元，该激光将从双折射单元底部射出，通过曝光的投影透镜照到硅片的标记上；而经过硅片表面的反射后由原路返回，第二次经过双折射单元，由双折射单元的顶部射出，再经过聚焦后对准到掩膜版的标记上。 在对准单元内，硅片的标记图象和掩膜版标记的图象同时通过一个调制器后，将被聚焦到一个Q-CELL光电检测器上。此调制器是用来交替传送两个极化方向的硅片标记图象，Q-CELL光电检测器将对硅片的标记的每个极化方向图象分别产生一个电信号，由此产生的电信号的振幅取决于该极化方向硅片标记的图象与掩膜版标记图象在Q-CELL的显示比例。 硅片上的对准标记如图2所示，标记分为四个象限，每个象限有8μm或8.8μm的对准条，其中有两个象限的对准条用来对准X向，另外两个象限用来对准Y向。而Q-CELL光电检测器的每一个单元对应标记的一个象限，当在Q-CELL检测器的每一个单元中，两个极化方向的标记图象的能量都相等的时候，就表明硅片与掩膜版的标记完全对准了。从图1中可以看到对准光束在经过对准单元的时候被分成了两束，一束激光将通过调制器到达Q-CELL光电检测器，而另一束激光则以视频的形式反馈到操作台。通过操作台上的视频监视器可以直观的看到标记的移动和对准不同标记时位置的相对变化。虽然是两个不同极化方向的硅片标记与掩膜版标记同时对准，但是由于它们是同步的，彼此之间几乎看不到有何不同，所以只有一个极化图象被显示。 1.2 对准系统的电路部分 对准系统的电路部分主要的功能是： 1、产生一个信号去驱动光学调制器。 2、处理Q-CELL光电检测器产生的信号。 光学调制器的驱动：该调制器信号要求频率为50Hz的正弦信号，其振幅要求能满足对最大的Q-CELL检测信号起调制作用。 Q-CELL检测信号的处理：在对准的时候，工件台将首先沿X轴向缓慢地带动E-CHUCK上的硅片移动，进行X轴向对准，当硅片标记上X向光栅与对应的掩膜版上X向光栅对准时，将产生一个对准电信号，该信号以中断信号的形式输入计算机，X向对准的两个象限光栅都将产生其各自的中断信号。当产生中断信号的同时，计算机将记录下此时工件台的位置。在X向对准的时候，一个标记中两个象限的光栅同时参与，在每个象限中光栅条纹之间的间距是一个恒定的常数，但是这两个象限的光栅条纹间距并不相同，如图2所示。在对准扫描的过程中，每一个象限中的每一条光栅条纹都将会产生各自的一个中断信号，由于两个象限的光栅条纹间距不同，所以在扫描的时候只能有一个点将同时产生两个中断信号，而这个点就是在X
光刻机的技术原理和发展趋势 王平0930******* 摘要： 本文首先简要介绍了光刻技术的基本原理。现代科技瞬息万变，传统的光刻技术已经无法满足集成电路生产的要求。本文又介绍了提高光刻机性能的关键技术和下一代光刻技术的研究进展情况。 关键字：光刻；原理；提高性能；浸没式光刻；下一代光刻 引言： 光刻工艺直接决定了大规模集成电路的特征尺寸，是大规模集成电路制造的关键工艺。作为光刻工艺中最重要设备之一，光刻机一次次革命性的突破，使大模集成电路制造技术飞速向前发展。因此，了解光刻技术的基本原理，了解提高光刻机性能的关键技术以及了解下一代光刻技术的发展情况是十分重要的。本文就以上几点进行了简要的介绍。 光刻技术的基本原理： 光刻工艺通过曝光的方法将掩模上的图形转移到涂覆于硅片表面的光刻胶上，然后通过显影、刻蚀等工艺将图形转移到硅片上。 1、涂胶 要制备光刻图形，首先就得在芯片表面制备一层均匀的光刻胶。截止至2000年5月23日，已经申请的涂胶方面的美国专利就达118项。在涂胶之前，对芯片表面进行清洗和干燥是必不可少的。目前涂胶的主要方法有：甩胶、喷胶和气相沉积，但应用最广泛的还是甩胶。甩胶是利用芯片的高速旋转，将多余的胶甩出去，而在芯片上留下一层均匀的胶层，通常这种方法可以获得优于+2%的均匀性（边缘除外）。胶层的厚度由下式决定： 式中：F T为胶层厚度，ω为角速度，η为平衡时的粘度，ρ为胶的密度，t为时间。由该式可见，胶层厚度和转速、时间、胶的特性都有关系，此外旋转时产生的气流也会有一定的影响。甩胶的主要缺陷有：气泡、彗星（胶层上存在的一些颗粒）、条纹、边缘效应等，其中边缘效应对于小片和不规则片尤为明显。
实验二光发射机与光接收机实验 一、实验目的 1.了解光源的调制的原理 2.学习光发送模块的电路原理 3.了解光接收机的组成 4.了解光收端机灵敏度的指标要求 二、实验内容 1.介绍光源的调制方法 2.介绍光发射电路的框图 3.了解光接收机的组成 三、实验仪器 1.光纤通信实验系统1 台 2.示波器1台 3.光纤跳线1根 4.万用表 5.光功率计 四、实验原理 1、光发射机、光调制。 根据调制与光源的关系，光调制可以分为直接调制和间接调制两大类。直接调制方法仅适用于半导体光源（LD和LED），这种方法是把要传送的信息转变为电信号注入LD或LED，从而获得相应的光信号，所以是采用电源调制方法。直接调制后的光波电场振幅的平方与调制信号成一定比例关系，是一种光强度调制（IM）的方法。 间接调制是利用晶体的光电效应、磁光效应、声光效应等性质来实现对激光辐射的调制，这种调制方式既适应于其他类型的激光器。间接调制最常用的外调制的方法，即在激光形成以后加载调制信号。对某些类型的激光器，间接调制也可以采用内调制的方法，即在激光器的谐振腔内放置调制元件，用调制信号控制调制元件的物理性质，将改变谐振腔的参数，从而改变激光输出特芯以实现其调制。 光源的调制方法及所利用的物理效应如下表所示。 2、模拟信号调制与数字信号调制 模拟信号调制是直接用连续的模拟信号（如话音、电视等信号）对光源进行调制从而使LED或LD的输出光功率跟随模拟信号变化，如下图所示：
由于光源，尤其是激光器的非线性比较严重，所以目前模拟光纤通信系统仅仅用于对线性要求较低的地方，要实现大容量的频分复用还比较困难，仅自一些小系统中使用。对一些容量较大、通信距离较长的系统，多采用对半导体激光器进行数字调制的方式。 数字调制主要是用数字信号的“1”和“0”来控制激光的“有”和“无”，如下图所示： 与LED 相比，LD 的调制问题要复杂得多。尤其在高速率调制系统中，驱动条件的选择、调制电路的形成和工艺、激光器的控制等，都对调制性能至关重要。 3、光发射机模拟部分与数字部分的实现 1310nm 和1550nm 光发射机具有相同的结构。他们是由模拟光发和数字光发部分组成： 1、模拟光发电路的框图如下： 2、数字光发电路的框图如下： LD 输出光功 率 LED 输出光功 率 LED 和LD 的模拟调制 P －I 特性曲线与波形 模拟信号 输入