高精度半导体激光器自稳温控系统_图文(精)

传感器光电传感器概要光电传感器的定义「光电传感器」是利用光的各种性质，检测物体的有无和表面状态的变化等的传感器。

光电传感器主要由发光的投光部和接受光线的受光部构成。

如果投射的光线因检测物体不同而被遮掩或反射，到达受光部的量将会发生变化。

受光部将检测出这种变化，并转换为电气信号，进行输出。

大多使用可视光（主要为红色，也用绿色、蓝色来判断颜色）和红外光。

光电传感器如下图所示主要分为3类。

（详细内容请参见「分类」）对射型回归反射型扩散反射型光电传感器特长①检测距离长如果在对射型中保留10m以上的检测距离等，便能实现其他检测手段（磁性、超声波等）无法离检测。

达到的长距②对检测物体的限制少由于以检测物体引起的遮光和反射为检测原理，所以不象接近传感器等将检测物体限定在金属，它可对玻璃.塑料.木材.液体等几乎所有物体进行检测。

③响应时间短光本身为高速，并且传感器的电路都由电子零件构成，所以不包含机械性工作时间，响应时间非常短。

④分辨率高能通过高级设计技术使投光光束集中在小光点，或通过构成特殊的受光光学系统，来实现高分辨率。

也可进行微小物体的检测和高精度的位置检测。

⑤可实现非接触的检测可以无须机械性地接触检测物体实现检测，因此不会对检测物体和传感器造成损伤。

因此，传感器能长期使用。

⑥可实现颜色判别通过检测物体形成的光的反射率和吸收率根据被投光的光线波长和检测物体的颜色组合而有所差异。

利用这种性质，可对检测物体的颜色进行检测。

⑦便于调整在投射可视光的类型中，投光光束是眼睛可见的，便于对检测物体的位置进行调整。

光电传感器原理①光的性质直射光在空气中和水中时，总是直线传播。

使用对射型传感器外置的开叉来检测微小物体的示例便是运用了这种原理。

曲折是指光射入到曲折率不同的界面上时，通过该界面后，改变行进方向的现象。

反射（正反射、回归反射、扩散反射）在镜面和玻璃平面上，光会以与入射角相同的角度反射，称为正反射。

3个平面互相直角般组合的形状称为三面直角棱镜。

赖老师的课到期中考试为止一共有9次作业，依次分别由冯成坤、饶文涛、黄善津、刘明凯、郑致远、黄瑜、陈奕峰、周维鸥和陆锦洪同学整理，谨此致谢！作业一：1、桌上有一本书，书与灯至桌面垂直线的垂足相距半米。

若灯泡可上下移动，灯在桌上面多高时，书上照度最大？（假设 灯的发光强度各向通性，为I0） 解：设书的面积为dA ，则根据照度的定义公式：dAd I dA d E 0Ω==φ （1）其中Ωd 为上图所示的立体角。

因而有：2/32222)h (L hdA h L cos dA d +⋅=+⋅=Ωθ （2） 将（2）式代入（1）式得到：2/3220)h (L hI E += （3） 为求最大照度，对（3）式求导并令其等于零，0dhdE= 计算得：m 221h =因而，当高度为m 221时书上的照度最大。

2、设He-Ne 激光器中放电管直径为1mm ，发出波长为6328埃的激光束，全发散角为θ=10-3rad ，辐射通量为3mW ，视见函数取 V(6328)=0.24，求： （1）光通量，发光强度，沿轴线方向的亮度？（2）离激光器10米远处观察屏上照明区中心的照度？（3）若人眼只宜看一熙提的亮度，保护眼镜的透射系数应为多少？ 解：（1）光通量：lm 49.010324.0638V K 3m v =⨯⨯⨯=Φ⋅⋅=Φ-θ 发光强度：cd 1024.64d d I 52vv ⨯≈Φ=ΩΦ=θπ 亮度：211235m /cd 1059.7)10(41024.6dAcos dI L ⨯≈⨯⨯==-πθ轴（2）由题意知，10米远处的照明区域直径为： m 101010L D 23--=⨯=⋅=θ从而照度为：lx 9.6238)10(4149.0D 4E 222v=⨯⨯=Φ=-ππ（3）透射率：81141026.11095.710L 1T -⨯≈⨯==轴（熙提）作业二1、说明蓝色火焰与黄色火焰的色温谁高，为什么？ 答：色温是用黑体的温度来标度普通热辐射源的温度。

光刻机投影物镜的温度控制算法聂宏飞1　李小平1　张玲莉21.华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室,武汉,4300742.天津城市建设学院,天津,300381摘要:针对光刻机媒质远传温控系统的大惯性、多重时滞和多重扰动特征,提出了双输入双输出多模态非线性PI 控制算法来提高温控过程的收敛速度和稳态精度。

算法将温控系统从启动到稳定划分为5个控制模态,下层采用非线性PI 算法实现精确控制,上层利用智能决策实现多模态的选择和切换。

该算法已被成功运用于光刻机投影物镜温度控制系统中,实现了投影物镜温度控制的快速收敛,使光刻机在±0.006℃范围内稳定工作,对比实验进一步显示该算法具有较强的鲁棒性和自适应性。

关键词:温度控制;PI 算法;多模态;智能决策;双输入双输出中图分类号:TP273 文章编号:1004—132X (2008)10—1135—05Temperature Control Algorithm for Optical Lithography Projection LensNie H ongfei 1　Li Xiaoping 1　Zhang Ling li21.State Key Laboratory of Digital Manufacturing Equipment &Technology ,Huazhong Unive rsity o f Science and Technolo gy ,Wuhan ,4300742.Tianjin Institute of Urban Co nstructio n ,Tianjin ,300381A bstract :A tw o -input tw o -output no nlinear PI algo rithm w as presented to improve the convergent speed and steady -state accuracy of the temperature co ntro l sy stem fo r projectio n lens ,w hich had the characteristics of big inertia ,multi -time -delay and multi -pe rturbation .Contro l pro cess w as divided into five phase s from star t to stability according to the ideal dy namic response curve .Improved PI alg orithm w as applied to precise by adjust and intelligent decision realizes choice and switch of the multi -model .This algorithm is used in the temperature control system of projection lens of optical lithog raphy and has achieved quick convergent speed and ±0.006℃temperature stability .The contrast experimental results show that the algorithm has strong robust and self -adaptive .Key words :temperature control ;PI alg orithm ;m ulti -m ode ;intelligent decisio n ;tw o -input tw o -output收稿日期:2006—11—29基金项目:国家重点基础研究发展计划资助项目(2003C B716206);国家863高技术研究发展计划资助重大项目(2002A A4Z3000)0　引言光学投影光刻机需不断提高分辨率以满足集成电路芯片特征线宽逐渐缩小的需求,这种需求和更高的成像质量控制使光刻机内部以及关键部件的温度、压力、湿度等微环境参数的波动成为影响成像质量的重要因素[1]。

十一章THDS红外线轴温探测系统-图文第十一章红外线轴温探测系统第一节红外热轴探测系统红外线轴温探测系统经历了第一代、第二代及第三代，目前使用得较多的是第三代HBDS-Ⅲ型红外热轴探测系统。

HBDS-Ⅲ型红外热轴探测系统(以下简称三型机)是为适应列车不断提速而开发的新型热轴探测系统，采用调制型致冷式光子探头和新型的自适应轴温计算技术，满足最高车速达360公里/小时运行列车轴温探测和热轴报警的需要。

三型机的光子探头采用碲镉汞光导型(HgCdTe-Pc)器件，器件响应时间常数小于1微秒；探测器件采用半导体二级致冷，使探头的响应率及信噪比比常温工作状态下的探测器有很大提高。

探头光路用调制盘调制，电路采用交流放大，实现高增益而没有漂移。

探测器件采用国内器件，降低成本。

三型机的轴温计算采用新型的自适应轴温计算技术，定量测温，轴温计算准确。

能满足5～360公里/小时运行的列车轴温探测和热轴报警的需要。

自适应轴温计算技术使系统具有一定的自适应能力，以往的轴温计算技术以探头的状态和性能保持不变为基础，对硬件提出较高要求，而且若探头性能发生变化即需人工调整或维修。

而自适应轴温计算技术使轴温计算精度不受系统状态变化的影响，能够自动适应探头工作状态和性能的变化，适应探测器件响应率的变化，适应探头光学系统增益和电路增益的变化，弥补探头的不一致性，保证轴温计算准确。

三型机软件对异常波形进行处理，克服了由于探测器件对异常光源比较敏感而对测温和热轴预报的影响。

三型机的采集板采用智能方式，以80C552作为CPU，一块采集板可以进行单方向轴箱温度波形的采集和车号信息的采集，便于系统扩展。

三型机具有比较完善的自检，易于进行故障分析。

三型机与红外线测报中心及复示站的通讯方式与现有设备兼容，可直接与现有网络组网运行。

本章主要介绍探测站的内容，其它内容在《车辆运用与管理》中讲述。

一系统探测站构成及技术指标图10-1红外轴温探测系统探测站的组成1系统探测站构成探测站设备由轨边设备和轨边机房内设备组成，如图10-1。

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