CN107925214A - 用于光源的波长稳定化 - Google Patents

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Abstract

确定针对从光源发射的第一脉冲子集中的每个脉冲的波长误差，波长误差是针对特定脉冲的波长与目标波长之间的差异；基于所确定的波长误差来确定逐脉冲校正信号，该逐脉冲校正信号包括与第一脉冲子集中的每个脉冲相关联的校正信号；以及将基于所确定的逐脉冲校正信号的校正应用到从光源发射的第二脉冲子集中的每个脉冲，其中对第二脉冲子集中的脉冲应用校正降低了第二脉冲子集中的脉冲的波长误差。

Description

用于光源的波长稳定化
技术领域
所公开的主题涉及用于光源的波长稳定化。
背景技术
光刻是在诸如硅晶片的衬底上对半导体电路系统进行图案化的工艺。光刻光源提供用于曝光晶片上的光致抗蚀剂的深紫外(DUV)光。用于光刻的DUV光由准分子光源生成。通常，光源是激光源，并且脉冲光束是脉冲激光束。使光束通过束传送单元、掩模版和掩膜，然后投射到制备的硅晶片上。以这种方式，将芯片设计图案化到光致抗蚀剂上，然后对光致抗蚀剂进行蚀刻和清洗，并且然后重复该工艺。
发明内容
在一个一般方面中，接收从光源发射的脉冲光束，所述脉冲光束至少包括光的第一脉冲突发和光的第二脉冲突发，所述第一脉冲突发包括第一脉冲子集并且所述第二脉冲突发包括第二脉冲子集；确定针对所述第一脉冲子集中的每个脉冲的波长误差，所述波长误差是针对特定脉冲的波长与目标波长之间的差异；基于所确定的波长误差来确定逐脉冲校正信号，所述逐脉冲校正信号包括与所述第一脉冲子集中的每个脉冲相关联的校正信号；和将基于所确定的逐脉冲校正信号的校正应用到所述第二脉冲子集中的每个脉冲。将校正应用到所述第二脉冲子集中的脉冲降低了所述第二脉冲子集中的脉冲的波长误差。
实现可以包括以下一个或多个特征。基于所确定的波长误差来确定逐脉冲校正信号可以包括确定针对所述第一脉冲突发中的每个脉冲的电压信号，以及将校正应用到所述第二脉冲子集中的每个脉冲可以包括将电压信号应用到耦合到与所述第二脉冲子集中的脉冲相互作用的光学元件的致动器。所述光学元件可以响应于将所述电压信号应用到所述致动器而移动，由此改变与所述光学元件相互作用的脉冲的波长。
所述第一脉冲子集可以包括少于所述光的第一脉冲突发的全部光脉冲，并且所述第二脉冲子集可以包括少于所述光的第二脉冲突发的全部光脉冲。所述第一脉冲子集可以包括所述第一脉冲突发中的初始N个脉冲，并且所述第二脉冲子集可以包括所述第二脉冲突发中的初始N个脉冲。
可以对所确定的逐脉冲校正信号进行滤波。对所确定的逐脉冲校正信号进行滤波可以包括将低通滤波器应用到所确定的逐脉冲校正信号，并且所述低通滤波器可以包括降低所述逐脉冲校正信号中的与大于频率阈值的频率相关联的部分的滤波器。对所确定的逐脉冲校正信号进行滤波可以包括将低通滤波器应用到所确定的波长误差信号，所确定的波长误差信号包括针对所述第一脉冲突发中的每个脉冲的波长误差。所述光的第一脉冲突发和所述光的第二脉冲突发可以由时间周期分开，并且可以在所述时间周期期间确定所述逐脉冲校正信号。可以在所述时间周期期间确定经滤波的逐脉冲校正信号。所述光的第二脉冲突发可以在所述光的第一突发之后出现，并且在一些实现中，仅在所述光的第一突发出现之后才确定所述逐脉冲校正信号。
可以在所述第一突发和所述第二突发之间出现一个或多个突发，使得所述第一突发和所述第二突发在时间上是不连续的。所述光的第一脉冲突发可以是在时间上紧跟在所述光的第二脉冲突发之前的突发。
脉冲光束可以包括第三脉冲突发，所述第三脉冲突发包括第三脉冲子集，并且可以在应用所述校正之后确定针对所述第二脉冲子集中的每个脉冲的波长误差，可以将针对每个脉冲的波长误差与上阈值和下阈值进行比较，并且如果阈值数量的脉冲的波长误差大于上阈值或小于下阈值，则可以基于确定针对所述第二脉冲子集中的每个脉冲的波长误差来确定针对所述第二脉冲子集的逐脉冲校正信号，以及可以将所述基于针对所述第二脉冲子集的逐脉冲校正信号的校正应用到所述第三脉冲子集中的每个脉冲。
在一些实现中，可以确定所述光的第二脉冲突发中的多个脉冲的波长误差，可以访问表示所述光源中的次级干扰的模型，可以访问表示所述致动器的动态的模型，以及可以基于所确定的所述光的第二脉冲突发中的所述多个脉冲的波长误差、以及所述次级干扰的模型和表示所述致动器的动态的模型中的一个或多个模型来确定第二校正信号。将基于所确定的逐脉冲校正信号的校正应用到所述第二脉冲子集中的每个脉冲还可以包括：将所述第二校正信号应用到所述第二脉冲子集中的至少一些脉冲。校正可以基于在应用到所述第二脉冲子集中的脉冲之前相加的所确定的逐脉冲校正信号和第二校正信号。
可以确定针对所述第一脉冲子集中的每个脉冲的波长。
在一个一般方面中，接收从光源发射的脉冲光束，所述脉冲光束至少包括光的第一脉冲突发和光的第二脉冲突发，所述第一脉冲突发和所述第二脉冲突发在时间上分开，并且所述第一脉冲突发和所述第二脉冲突发中的每一个包括随着操作条件变化的瞬态波长误差；确定针对所述第一突发脉冲中的两个或更多脉冲的波长误差，针对特定脉冲的波长误差是所述特定脉冲的波长与目标波长之间的差异；基于所确定的波长误差来确定所述光的第一脉冲突发中的瞬态波长误差，基于所确定的瞬态波长误差来确定校正信号，并且将基于所述校正信号的校正应用到所述光的第二脉冲突发中的至少一些脉冲。与所述第一脉冲突发中的瞬态波长误差相比，应用所述校正降低了在所述第二脉冲突发中的瞬态波长误差。
实现可以包括以下一个或多个特征。随着操作条件变化的瞬态波长误差在给定的一组操作条件下产生的脉冲突发之中基本上是不变的。所述瞬态波长误差可以从发射所述脉冲光束的所述光源的腔室内的声学事件中产生。所述瞬态波长误差可以由二阶或三阶系统的冲激响应表征。所述第一脉冲子集包括少于所述光的第一脉冲突发中的全部脉冲，并且所述第二脉冲子集包括少于所述光的第二脉冲突发中的全部脉冲。
在一个一般方面中，光系统包括被配置为发射光束的光源，所述光束包括由时间周期分开的突发，每个突发包括以时间重复速率出现的光脉冲；被配置为测量所述光脉冲中的脉冲的波长的线中心分析模块；以及被配置为以时间重复速率接收波长的测量的控制器。所述控制器包括反馈模块，所述反馈模块被配置为确定反馈校正信号以补偿所述第一脉冲突发中的特定脉冲的波长误差，所述反馈校正信号基于所述第一突发中较早出现的脉冲的波长误差；前馈稳定化模块，所述前馈稳定化模块被配置为基于较早出现的突发中的对应脉冲来确定前馈校正信号以补偿所述第一脉冲突发中的所述特定脉冲的波长误差；耦合到包括指令的非暂时计算机可读介质的一个或多个电子处理器，所述指令在被执行时使所述一个或多个电子处理器：组合针对所述特定突发的所述前馈校正信号和针对所述特定突发的所述反馈信号，以形成针对所述特定突发的组合校正信号，并且向所述光源提供所述组合校正信号以降低所述第一突发中的所述特定脉冲的波长误差。
上述任何技术的实现可以包括方法、工艺、设备、存储在计算机可读介质上的可执行指令、包括电子处理器和计算机可读介质的控制器，所述控制器被配置为控制产生光脉冲突发的光源或装置。在附图和下面的描述中阐述一个或多个实现的细节。其他特征从本描述和附图以及权利要求中将是显而易见的。
附图说明
图1是示例性光刻系统的框图。
图2是另一示例性光刻系统的框图。
图3是用于控制作为光刻系统的一部分的光源的示例性信号的迹线。
图4A是包括光源和前馈控制系统的示例性光学系统的框图。
图4B是示例性前馈稳定化模块的框图。
图5A是包括光源和具有前馈和反馈路径的控制系统的示例性光学系统的框图。
图5B是可以包括在图5A的反馈路径中的示例性估计模块的框图。
图6是用于补偿光束中的波长误差的示例性过程的流程图。
图7A-图7D是示例性逐脉冲校正信号。
图8A-图8D是示例性逐脉冲波长误差。
图9是用于激光器的示例性模拟波长误差数据的绘图。
具体实施方式
公开了用于补偿导致光源所产生的光的波长变化的、光源中或光源上的物理效应或干扰的技术。
光源产生脉冲光束，脉冲光束包括由不产生光的周期分开的突发，并且光的每个突发包括多个光脉冲。下面讨论的技术提供对在脉冲光束中的至少一些突发之中可以可重复或不变的干扰的影响的补偿。在光源的操作期间可以出现的声学瞬态——例如作为光源产生脉冲突发的结果——是可重复干扰的示例。这种声学瞬态可以表现为光源的增益介质中的密度干扰和/或变化，从而影响由光源产生的光的波长。波长变化的性质可以随源而变化，并且在特定源的操作期间也可以变化。
下面讨论的技术可以通过测量由源产生的光的波长、基于测量的波长确定校正(例如，校正信号)、以及将校正应用到由源产生的后续光脉冲突发(出现在稍后时间的脉冲突发)来补偿可重复的干扰的影响。以这种方式，该技术是前馈的，并且迭代地且逐渐地学习存在于特定光源中的干扰的特性，提供补偿波长变化的能力，而不需要事先知道光源的几何形状或操作条件。此外，由于本质上是前馈的，对由这种可重复干扰所引起的波长变化的补偿与测量波长的装备中可能出现的延迟无关。此外，可以通过光源的基于软件的电子控制来实现补偿，而不需要对光源的放电室进行物理改变。
在一些实现中，前馈技术可以与以反馈方式控制由光源产生的光的波长的其它技术一起使用。
参考图1，光刻系统100包括向晶片120提供光束160的光学(或光)源105。光刻系统100还包括接收晶片120的光刻曝光装置115。光刻曝光装置115包括投射光学系统125。通过例如在晶片120上沉积辐射敏感的光致抗蚀剂材料层并且用光束160曝光被掩膜化的光致抗蚀剂层而在晶片120上形成微电子特征。光刻曝光设备115可以是液体沉浸系统或干式系统。系统100还包括控制系统150，该控制系统控制来自光源105的光的发射。
光束160可以包括围绕中心波长分布的多个波长或波长带。将中心波长的期望值称为目标波长。作为系统100可以在晶片120上印刷的最小特征尺寸的临界维度(CD)取决于光束160的波长。如下所讨论，为了针对印刷在晶片120上以及由系统100曝光的其它晶片上的微电子特征维持均匀的CD，光束160的中心波长应该保持在目标波长处或者在目标波长周围的波长范围内。目标波长与光束160的实际或测量波长之间的差异是波长误差。将波长误差最小化(或降低)以保持在值的范围或误差界限中，可以通过例如维持光束160的更均匀的波长来改善系统100的性能。当光束160的波长误差在值的范围内时，可以认为光束160的波长被稳定化。
如下面更详细地讨论的，控制系统150使用前馈技术来降低光束160的波长变化，从而改善光束160的波长稳定性。控制系统150针对光源105中的物理效应提供电子或基于软件的补偿，所述物理效应产生引起光束160的波长变化的可重复的干扰。在光源105的放电室中可以出现的声波是可以影响和改变光束160的波长的这种物理效应的示例。另外，控制系统150可补偿对光源105而言独有的物理效应，而无需事先知道该物理效应的细节或有关该物理效应对光束160的波长具有的影响。在一些实现中，控制系统150还包括互补反馈技术。
还参考图2，示出了示例性光刻系统200的框图。在系统200中，使用示例性光源205作为光源105(图1)。光源205产生被提供给光刻装置115的脉冲光束260。光源205可以是例如输出脉冲光束260(其可以是激光束)的准分子光源。当脉冲光束260进入光刻装置115时，其被引导通过投射光学系统125并投射到晶片120上。以这种方式，一个或多个微电子特征被图案化到晶片120上的光致抗蚀剂上，然后光致抗蚀剂被蚀刻并清洗，并重复该工艺。
系统200还包括控制系统150，在图2的示例中，控制系统150连接到光源205的组件以及连接到光刻曝光装置115，以控制系统200的各种操作。控制系统150与光源205相互作用，使得光束260的波长误差被维持在误差界限内。
在图2中所示的示例中，光源205是两级激光系统，该两级激光系统包括向功率放大器(PA)230提供种子光束224的主振荡器(MO)212。主振荡器212实现对在相对低输出脉冲能量下的诸如中心波长和带宽之类的参数的精细调谐，该相对低输出脉冲能量例如为由功率放大器230放大到约10至15毫焦耳(mJ)的、1至1.5mJ的脉冲能量。功率放大器230从主振荡器212接收种子光束224并放大种子光束224，以生成用于在光刻设备115中使用的光束260。
主振荡器212包括放电室214，放电室214具有两个长形电极217、作为气体混合物的增益介质219和用于在电极217之间循环气体的风扇。在放电室214的一侧上的线变窄模块216与在放电室214的第二侧上的输出耦合器218之间形成谐振器。线变窄模块216可以包括诸如光栅之类的衍射光学器件，该衍射光学器件精细调谐放电室214的光谱输出。主振荡器212还包括接收来自输出耦合器218的输出光束的线中心分析模块220和根据需要修改输出光束的尺寸或形状以形成种子光束224的光束修改光学系统222。线中心分析模块220是可用于测量或监视种子光束224的波长的测量系统。可以将线中心分析模块220放置在光源205中的其他位置处，或者可以将其放置在光源205的输出处。
在放电室214中使用的气体混合物可以是适于产生处于应用所需的波长和带宽上的光束的任何气体。例如，对于准分子源，气体混合物除了氦和/或氖作为缓冲气体外还可以包含诸如氩、氪或氙之类的惰性气体(稀有气体)以及诸如氟或氯之类的卤素。气体混合物的具体示例包括发射波长约193nm的光的氟化氩(ArF)、发射波长约248nm的光的氟化氪(KrF)或发射波长约351nm的光的氯化氙(XeCl)。通过向长形电极217施加电压，在高电压放电中以短(例如，纳秒)电流脉冲泵浦准分子增益介质(气体混合物)。
功率放大器230包括光束修改光学系统232，光束修改光学系统232从主振荡器212接收种子光束224并将光束引导通过放电室240并引导到光束调谐光学元件252，光束调谐光学元件252修改或改变种子光束224的方向，使得将其发送回放电室240中。放电室240包括一对长形电极241、作为气体混合物的增益介质219和用于使电极241之间的气体混合物循环的风扇。
将输出光束260引导通过带宽分析模块262，其中可以测量光束260的各种参数(诸如带宽或波长)。还可以将输出光束260引导通过脉冲展宽器，其中例如在光学延迟单元中，在时间上拉伸输出光束260的每个脉冲，以调整撞击光刻装置115的光束的性能属性。
将控制系统150连接到光源205的各种组件。例如，控制系统150分别耦合到主振荡器212和功率放大器230内的电极217、241，以控制主振荡器212和功率放大器230的相应脉冲能量，并且还用于控制脉冲重复速率，其可以在约500Hz与12,000Hz之间或更大的范围内。因此，控制系统150利用脉冲和剂量能量的反馈和/或前馈控制来提供主振荡器212的腔室中的放电和功率放大器230的腔室中的放电的重复触发。重复脉冲光束260可具有介于几瓦至几百瓦之间的平均输出功率，例如从约40W至约200W。在输出处的光束260的辐射度(即每单位面积的平均功率)可以为至少约60W/cm2或至少约80W/cm2。
可以以标称脉冲重复速率和标称脉冲能量在100％占空比(即，光源205的主振荡器212和功率放大器230中的电极的持续点火)下计算光源205的输出功率。因此，例如，在标称脉冲重复速率为6000Hz和标称脉冲能量为15mJ的情况下，光源205的输出功率(其为光束260的功率)为90W。作为另一示例，在标称脉冲重复速率为6000Hz和标称脉冲能量为20mJ的情况下，光源205的输出功率(其为光束260的功率)为120W。
此外，控制系统150通过向光源205发送一个或多个信号来控制光源205何时发射光脉冲或者包含一个或多个光脉冲的突发。光束260可以包括在时间上彼此分开的一个或多个突发。每个突发可以包括一个或多个光脉冲。在一些实现中，突发包括数百个脉冲，例如100-400个脉冲。
还参考图3，控制系统150可以被配置为将晶片曝光信号300发送到光源205，以控制光源205将晶片120暴露给光束260。晶片曝光信号300可以在晶片120被暴露时具有高值305(例如，1)并且在晶片120未被暴露时具有低值310(例如，0)。此外，控制系统150向光源205发送门信号315。门信号315在脉冲突发期间具有高值320(例如，1)并且在连续的突发之间的时间期间具有低值325(例如，0)。控制系统150还向光源205发送触发信号330。触发信号330在光源205的每个脉冲期间具有高值335(例如，1)，并且在每个连续的脉冲之间的时间内为低值340(例如，0)。
如上所讨论，当通过向电极217施加电压来泵浦增益介质219时，增益介质219发射光。当以脉冲将电压施加到电极217时，从介质219发射的光也是脉冲的。因此，脉冲光束260的重复速率由电压施加到电极217的速率确定，其中电压的每次施加产生光脉冲。例如，触发信号330可被用于控制对电极217的电压的施加和脉冲的速率。光脉冲通过增益介质219传播并通过输出耦合器218离开腔室214。因此，通过对电极217周期地重复施加电压来创建脉冲串。
通过向电极217施加电压而创建的放电也可以在腔室214中创建声波。这些声波可以在腔室214中传播并且可以从腔室214的壁被反射。声波和/或声波的反射可以在增益介质中创建压力波前。在电极217正在放电以产生后续光脉冲的时间处，由电极217的较早放电所生成的声波的反射可以存在于放电区域213中，该放电区域213处于电极217之间。以这种方式，反射的声波可以使后续光脉冲偏转。
因为光脉冲的波长取决于光与衍射光学器件(诸如线变窄模块216)相互作用的角度，使后续光脉冲偏转使得修改光在腔室214中传播的角度改变了光脉冲的波长。因此，声波以及声波从腔室壁的反射可引起脉冲光束260的波长误差的增加。由腔室214中的声波引起的偏转取决于腔室214的几何形状、腔室214的制造公差、腔室214的温度以及可在不同光源之间变化和/或可随着光源的操作条件而变化的其它因素。对于突发的前几个脉冲，压力波前非常明显，导致增加波长误差的突发声学瞬态的开始。突发声学瞬态的这个开始及其对脉冲光束260的波长的影响在相同的操作条件下针对从一个突发到下一个突发的前几个脉冲具有可重复轮廓。在几个脉冲之后，这些压力波前得到加扰并且助长波长误差的噪声，代替了针对它们对波长误差的影响具有清晰的可重复轮廓。这种声学瞬态对脉冲光束260的波长的确切影响通常只能通过实验精确地确定，这是不可能预先知道的，并且可以在光源205的操作期间变化。
控制系统150补偿在光源205的操作期间出现的这种可重复的波长误差，而不需要预先知晓关于当前突发中的波长误差或其原因的信息——只要波长误差是突发不变的(换言之，对于脉冲光束260中的至少两个突发中的脉冲，波长误差相同或相似)。此外，控制系统150使用从较早出现的脉冲突发中的脉冲的波长数据中所确定的信息，来逐脉冲地补偿突发中的脉冲的波长误差。
参考图4A，示出了示例性光学系统400的框图。光学系统400包括发射光束424的光源405和控制系统450。控制系统450可以用作系统100(图1)和200(图2)中的控制系统150。光源405可以类似于光源105(图1)或205(图2)。
光束424包括突发和在每个突发内的脉冲。以光源405的重复速率产生光脉冲，并且由从光源不发射光脉冲的时间周期来分开突发。
控制系统450经由信号458从线中心分析模块420接收关于脉冲突发中的脉冲的波长的信息，并且通过提供校正信号457给光源405来将光束424的波长误差降低到可接受的范围内，校正信号457也被称为逐脉冲校正信号或前馈校正信号。控制系统450包括确定校正信号457的前馈稳定化模块460。
前馈校正信号457是根据较早突发中的脉冲的波长数据来确定的，并且因此，前馈校正信号457的确定不依赖于接收关于目前在光源405中正在传播的突发脉冲的波长信息，并且不受接收来自线中心分析模块420的数据的延迟的影响。因此，可以将前馈校正信号457应用于以高重复速率产生脉冲的光源，例如，重复速率为6,000赫兹(Hz)或更高。在更详细地讨论前馈稳定化模块460之前讨论光源405的组件。
光源405包括放电室414，放电室414具有两个长形电极417、作为气体混合物的增益介质419、以及用于在电极417之间循环气体的风扇421。在放电室414的一侧上的线变窄模块416和在放电室414的第二侧上的输出耦合器418之间形成谐振器。当向电极417施加电压时，增益介质419发射光，光在谐振器中传播以形成脉冲光束424。线变窄模块416包括光学元件442，光学元件442通过例如反射和/或折射光而与在谐振器中传播的光相互作用。光学元件442可以是诸如光栅的衍射光学器件，其对光束424的光谱输出进行精细调谐。在一些实现中，光学元件442是基于光的波长来分散光的折射元件，诸如棱镜。在一些实现中，光学元件442可以是包括多于一个光学元件的光学装置，并且可以例如具有折射和反射组件。
将光学元件442耦合到致动器444，致动器444是可控制的，以移动或改变光学元件442的形状。致动器444可以是能够使光学元件442移动或改变形状的任何类型的致动器。例如，致动器444可以是响应于电压的施加而改变形状和/或尺寸的压电材料。在该示例中，施加电压以改变致动器444的形状使得光学元件442移动。光学元件442可以通过直接或间接的物理接触而耦合到致动器444。例如，致动器444可以接触光学元件442或接触光学元件442的元件(诸如安装件)。在一些实现中，在不进行物理接触的情况下致动器444使光学元件442移动。
光源405还包括线中心分析模块420，其接收来自输出耦合器418的输出光束以形成脉冲光束424。线中心分析模块420是监视和/或测量脉冲光束424的脉冲的波长的测量系统。在一些实现中，线中心分析模块420测量脉冲光束424中的每个脉冲的波长。
经由信号458将由线中心分析模块420测量的波长信息提供给控制系统450。波长信息可以包括例如指示波束424中的光脉冲的波长、测量的中心波长、波长带和/或波长误差的数据。控制系统450可以针对突发(以i索引的上标指示)中的每个脉冲(以k索引的下标指示)接收来自线路中心分析模块420的波长信息。控制系统450可以以光束424的时间重复速率从线中心分析模块420接收表示突发i中的脉冲k的波长信息的信号458的实例。因此，控制系统450可以接收针对突发中的每个脉冲的信号458的实例。将这些接收到的信号458的实例被存储在电子存储装置461中，并被用于确定要被施加到后续的(稍后出现的)突发的脉冲的前馈校正信号。
还参考图4B，前馈稳定化模块460使用来自较早突发的脉冲的波长信息来确定前馈校正信号457。如上所讨论的，接收到的信号458的实例被存储在电子存储装置461(图4A)中。为了确定前馈校正信号457以应用到突发i的脉冲，从电子存储装置461访问或获取波长信息的先前实例459。先前实例459包括针对突发i-1的k-m到k+n个脉冲子集中的每个脉冲的波长信息，并且被表示为其中n、m、k和i是整数值。在该示例中，先前实例459包括用于一系列时间上连续的脉冲(诸如脉冲k和k+1)的波长数据。然而，在其他示例中，先前实例459包括：针对如下脉冲子集的波长数据——其中没有一个脉冲与该子集中的任何其他脉冲相连续，或者包括针对如下脉冲子集的波长数据——其包括不与该子集中的任何其他脉冲相连续的脉冲和与该子集中的至少一个其他脉冲相连续的脉冲。换句话说，用于确定前馈信号457的突发i-1中的脉冲子集可以包括突发i-1中的任何或全部脉冲。
此外，在该示例中，用于确定应用到突发i的脉冲的前馈校正信号457的先前实例459是来自紧接在前的突发(突发i-1)的波长信息。然而，在其他示例中，先前实例459可以包括来自任何先前突发的波长数据和/或可以包括来自多个先前突发的波长数据。
前馈稳定化模块460使用先前实例459来确定前馈校正信号457该前馈校正信号457包括针对突发i的k-m到k+n的脉冲子集中的每个脉冲的信号、信息或/或值。前馈校正信号457的实例是一个值、波形或量，当在突发i的脉冲k与光学元件422相互作用时该值、波形或量被应用于线变窄模块416时将降低或消除由可重复的干扰引起的脉冲k的波长误差。
前馈稳定化模块460包括学习规则模块462，并且在一些实现中可以包括低通滤波器模块464。学习规则模块462可以包括例如迭代学习控制(ILC)技术，诸如PD类型(比例微分类型)迭代学习控制、二次迭代学习控制(Q-ILC)、对象逆(plant inversion)和/或H无穷大。学习规则模块462分析波长数据以确定(或学习)针对脉冲子集中的每个脉冲的波长误差的特性(诸如波长误差的量级)。以这种方式，学习规则模块462和前馈稳定化模块460校正波长误差，而不需要事先知道光源405的几何形状，并且还能够适应随时间慢慢出现的干扰影响中的变化。
低通滤波器模块464对学习规则模块462的输出和/或波长数据进行滤波以抑制波长中的快速变化或波长误差。低通滤波器模块464用来阻止可由不可重复或随突发快速变化的干扰所引起的波长误差的高频分量(例如，1000Hz或更大的频率或分量)。例如，低通滤波器模块464防止影响仅一个突发的波长数据的一次性干扰显著地修改前馈校正信号457。在前馈校正信号457中包括一次性干扰可能导致线变窄模块416中的光学元件移动相对较大的量，这将引起突发i和/或后续突发中的其他脉冲的波长误差增加。
此外，低通滤波器模块464的使用允许前馈校正信号457在几个(例如，10个或更少)突发内收敛。例如，当针对已经应用了前馈校正信号457的突发内的脉冲的波长误差完全在可接受的值范围内时，可以认为前馈校正信号457已经收敛。图7A-图7D和图8A-图8D示出了应用于由光源产生的脉冲突发的前馈校正信号的收敛和针对波长误差的渐进补偿的示例。
与电子存储装置461一起，控制系统450还包括电子处理器452和输入/输出(I/O)接口456。电子存储装置461可以是诸如RAM的易失性存储器或非易失性存储器。在一些实现中，电子存储装置461可以包括非易失性和易失性二者的部分或组件。电子存储装置461存储可能作为计算机程序的指令，指令当被执行时使得处理器452与光源405和/或控制系统450中的其他组件通信。例如，指令可以是使电子存储装置454存储与脉冲光束424中的脉冲的波长相关的数据的指令。指令可以是使电子处理器452例如获取逐脉冲校正信号457和/或分析所存储的波长信息以确定逐脉冲校正信号457并且基于逐脉冲校正信号457来生成电压信号的指令。
电子处理器452是适合于执行计算机程序的一个或多个处理器，诸如通用或专用微处理器以及任何类型的数字计算机的任何一个或多个处理器。通常，处理器从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。电子处理器452可以是任何类型的电子处理器。
I/O接口456是允许控制系统450接收和/或提供操作者、光源405和/或在另一电子设备上运行的自动化过程中的数据和信号的任何种类的电子接口。例如，I/O接口456可以包括视觉显示器、键盘或通信接口中的一项或多项。
参考图5A，示出了另一示例性光学系统500的框图。光学系统500包括光源405和经由信号458从光源405接收波长数据的控制系统550。控制系统550包括彼此互补并且可以实现波长误差的附加降低的反馈路径502和前馈路径503。前馈路径503包括前馈稳定化模块460，其产生前馈校正信号457以校正或降低突发i的脉冲k至k+n中的波长误差，如上文关于图4A和图4B所讨论的那样。如上所讨论，基于来自突发i的脉冲k-m到k+n的波长数据来确定前馈校正信号457
反馈路径502产生反馈校正信号557其基于针对突发i的前一脉冲(脉冲k)的波长信息来校正突发i的脉冲k+1的波长误差。将反馈校正信号557(U)添加到前馈校正信号457，以产生被应用到线变窄模块416的校正信号559(W)。反馈路径502还包括电子存储装置561。电子存储装置561可以是与电子存储装置461相同类型的组件。另外，可以将电子存储装置561和电子存储装置461实现为单个电子存储装置。
反馈路径502与前馈路径503互补。如上所讨论，前馈校正信号457(V)校正突发到突发缓慢变化或不变的干扰。除了突发到突发缓慢变化的干扰之外，各种其它干扰和物理效应也可助长波长误差。例如，波长误差可以由与光源405中的光相互作用的光学元件442的位置、漂移和/或机械振动引起。反馈路径502可被用于虑及除了由前馈路径503解决的那些干扰之外的这种干扰。
反馈路径502可以包括任何反馈控制器或模块。反馈控制器用于修改系统的特性。反馈控制器具有输入和输出，所述输入是特性的测量并且从系统接收，所述输出是被提供给系统以修改系统的特性的信号或数据。当接收到输入时，基于接收到的输入来改变或致动将提供给系统的下一个输出。在反馈路径502中，由信号458提供的来自线中心分析模块420的波长数据是输入，并且输出是反馈校正信号557。例如，包括针对突发i的脉冲k的波长信息的信号458的实例是反馈路径502的输入，并且反馈路径502产生反馈校正信号557的实例，反馈校正信号557是基于该输入校正突发i中的下一个脉冲(脉冲k+1)的波长的信号。将反馈校正信号557添加到前馈校正信号457——其包括针对突发i中的每个脉冲的值——以产生校正信号559。提供给线变窄模块416以校正突发i中的脉冲k+1的校正信号559的实例被表示为如等式1所示：
其中是由反馈路径502针对突发i的脉冲k+1确定的反馈校正信号557，并且是由前馈路径503针对突发i的脉冲k+1确定的前馈校正信号457。
以反馈方式作用的任何控制器都可以用作反馈路径502。在图5A的示例中，反馈路径502包括通过例如模型来虑及干扰的估计模块551和致动控制555。估计模块551估计被表示为时变阵列X的干扰状态并且向致动控制555提供估计，该干扰状态影响光源405中的组件(诸如光学元件442)的状态和波长。基于估计的状态，致动控制555确定反馈校正信号U(557)，反馈校正信号U当被应用于光源405时使得致动器444以补偿估计模块551预测存在于光源405中的各种干扰的方式移动。信号557可以表示相对于先前确定的信号的变化量，或者信号557可以是不相对于另一确定值的绝对值。
还参考图5B，在一些实现中，估计模块551还包括对干扰和系统变化性进行建模的波长估计模块582。波长估计模块582包括致动器动态模块484、次级干扰模块586和窄带干扰模块588。致动器动态模块584提供光学元件442和/或致动器444的行为的模型。该模型可以被用于对光学元件442和/或致动器444的状态进行周期性预测。光学元件442的状态可以包括例如表示光学元件442的位置和/或速度的一个或多个值。
致动器动态模块584响应于向致动器444应用输入而提供致动器444的物理移动或动作的模型。例如，在致动器444是压电换能器(PZT)的情况下，致动器动态模块584将致动器444建模成二阶系统。致动器444的状态可以是可随时间变化的与致动器444相关联的任何量或质量。例如，状态可以是被施加到致动器444的电压。致动器444的状态可以包括多于一个量或质量。例如，致动器的状态可以是一个或多个维度中的致动器的当前位置和当前速度以及最近施加到致动器444的电压。次级干扰模块586对光源405中的良好理解的干扰进行建模。例如，次级干扰模块586可以随时间对波长漂移进行建模。窄带干扰模块588对存在于小的频带的干扰(例如，存在于10赫兹(Hz)或更小的频带内的干扰)进行建模。
在估计模块551中，波长估计模块582的输出形成包括矩阵A和B的状态空间动态模型480。将矩阵A和B提供给更新模块585，更新模块585基于针对当前脉冲k的值和反馈信号预测或估计 是针对下一个脉冲(k+1)的状态阵列X。使用等式(2)，可以从以下等式获得状态的估计：
其中k对突发i中的脉冲进行索引(其中k是与当前或最近的脉冲相关联的数据，并且k+1是下一个或紧随其后的脉冲)，U表示由致动控制555确定的反馈校正信号557，并且矩阵A和B的系数由波长估计模块582提供。因此，是光源405中的一个或多个组件或条件的当前状态，并且是致动控制555的最近生成的输出(反馈校正信号557)。X的先前值(例如)被存储在电子存储装置561中并且可以从电子存储装置561中获得，并且的值可以从致动控制555中获得。因此，可以从等式(2)确定
如上所讨论的方法基于先验信息，诸如包括在波长估计模块582和状态空间动态模型580中并且关于光源405已知的信息。然而，这个被假设为关于光源405的准确信息的先验信息可能由于系统之间的不同或其他未捕获的信息而不完全准确。因此，更新模块585的第二功能是使用经由信号458从线中心分析模块420接收到的先前的波长测量来更新状态估计以更接近于现实，产生基于测量数据的、更新后的测量例如可以使用卡尔曼(Kalman)滤波器来执行该测量的更新。然后可以从等式(3)获得状态的估计：
在确定之后，估计模块551提供到致动控制555。致动控制555确定反馈校正信号557，U，如果其在脉冲(k+1)处被提供给光源405，其将作用在光源405和/或光源405的组件上，以在满足某些约束的情况下实现接近光束424的期望波长的波长。该期望波长可以是例如目标波长。信号557的确定可以包括例如虑及约束、鉴于包括在X中的值来优化U值(提供给光源405的信号)以将波长误差最小化。在优化中使用的约束的示例可以是：U的绝对值小于阈值。例如，U可以表示被施加到致动器444以移动光学元件442的电压或电流。禁止大的U值的约束可以防止对致动器施加大电流或电压。该优化可以实现为例如线性二次型调节器(LQR)。致动控制455的输出可以是对U的增量变化，然后将其线性地添加到的当前值。
因此，致动控制555确定反馈校正信号557的下一个值或与反馈校正信号557的当前值相比的增量变化(在本示例中由表示其中任一个)，并且提供该反馈信号557以与前馈校正信号457组合(例如通过标量相加)以形成提供给光源405的校正信号559因为由(其是作为波长误差的原因的组件和/或条件的状态)和(反馈信号557的先前应用的值)确定，所以包括和的信号559(用于突发i的脉冲k+1的前馈校正信号)应用到光源405导致具有更接近目标波长的波长并因此具有降低的波长误差的光束。以这种方式，包括具有前馈稳定化模块460的反馈路径502可进一步降低波长误差。
还参考图6，示出了示例性过程600的流程图。过程600可以被用于补偿由光源产生的光束中的波长变化。过程600可以被用于补偿由出现在由光源产生的光的突发中的可重复干扰所引起的波长变化。可重复干扰的示例是随着每个突发的产生而出现的物理事件，例如由突发本身的产生而引起的干扰。这样的干扰在相同的操作条件下在每个突发中以类似的方式表现，并且因此，突发到突发缓慢变化或不变，并且可以以前馈方式来补偿。
参考控制系统450、前馈稳定化模块460和光源405来讨论过程600。然而，其它实现是可能的。例如，过程600可以由控制系统150或控制系统250中的一个或多个电子处理器执行。另外，在过程600还包括反馈方面的实现中，过程600可以由包括反馈路径和前馈路径二者的控制系统诸如图5A和图5B的控制系统550来执行。
在一些实现中，过程600由作为控制系统的一部分的一个或多个电子处理器执行，控制系统诸如是控制系统150、250、450和550中的任一个。在一些实现中，过程600由分布式电子处理器诸如作为光源102或205的多于一个子系统部分的处理器来执行。例如，过程600的一些部分可以由单独的控制系统的一个或多个电子处理器执行，该单独的控制系统被连接以仅与光源105或光源205通信，而过程600的其他部分分别由控制系统150或250的一个或多个电子处理器执行。此外，可以将过程600实现为机器可读和可执行指令并且存储在计算机可读介质上，使得可以作为升级或改进而将过程600安装到现有的光源控制器或控制系统上。
接收光束(605)。光束具有由突发到突发可重复或不变的干扰引起的非零波长误差。可以在线中心分析模块420或测量、监视、确定和/或访问脉冲光束中的脉冲的波长的值的另一模块处接收光束。光束可以是由光源405产生的脉冲光束424(图4A)。光束可以由准分子激光器来产生或者是来自不是激光的光源的脉冲光束。
光束至少包括光的第一脉冲突发和光的第二脉冲突发。第一和第二脉冲突发中的每一个可以包括数百个脉冲，例如100-400个脉冲。第一脉冲突发包括第一脉冲子集，并且第二脉冲突发包括第二脉冲子集。第一和第二脉冲子集可以分别包括在第一和第二突发中的全部或一部分脉冲。脉冲子集中的脉冲可以是在突发中是顺序或非顺序脉冲的脉冲，或者是顺序脉冲或非顺序脉冲的组合。换句话说，任何给定的脉冲子集中的脉冲可以包括在突发中的任何光脉冲。第一脉冲子集中的脉冲和第二脉冲子集中的脉冲可以对应于其相应突发中的相同脉冲。例如，在这些实现中，如果第一脉冲子集包括第一突发的脉冲1-10(前十个光脉冲)，则第二脉冲子集包括第二突发的脉冲1-10(前十个光脉冲)。
如下面关于图7A-图7D和图8A-图8D所讨论的，干扰可以引起具有可重复轮廓的瞬态波长误差，对于在突发开始时出现的脉冲，误差的量级最大并随时间降低，使得在突发中稍后出现的脉冲具有较小的波长误差。因此，在一些实现中，第一和第二脉冲子集可以分别包括第一和第二突发的前(或初始)N个脉冲。在这些实现中，N可以是任何整数值。例如，N可以是60，并且在该示例中，第一脉冲子集和第二脉冲子集中的每一个都包括在它们各自的突发中的前60个顺序的光脉冲。在一些示例中，N是20和60之间的值。
第一和第二脉冲突发在时间上分开，其中第一脉冲突发在时间上在第二脉冲突发之前被接收。在第一突发结束和第二次突发开始的时间之间，脉冲光束具有光束不包括光的时间周期。光的第一脉冲突发和光的第二脉冲突发可以是连续的突发，或者第一和第二突发可以在时间上被类似在光的第一脉冲突发之后但在光的第二脉冲突发之前出现的一个或多个间隔脉冲突发所分开。
针对第一脉冲子集中的每个脉冲确定波长误差(610)。针对特定光脉冲的波长误差是目标波长与针对该脉冲确定的波长之间的差异。所确定的波长可以由线中心分析模块420测量并提供给控制系统450，或者控制系统450可以从通过线路中心分析模块420获得的波长测量来确定波长误差。所确定的波长误差被存储在电子存储装置461中，以用于确定逐脉冲校正信号，以校正后续脉冲突发中的脉冲的波长误差。
基于针对第一脉冲子集所确定的波长误差来确定逐脉冲校正信号(615)。逐脉冲校正信号也被称为前馈校正信号，因为逐脉冲校正信号被应用到稍后出现的突发的脉冲(在该示例中为第二突发的脉冲)。可以通过将根据较早突发的脉冲所确定的波长误差提供给前馈稳定化模块460来确定逐脉冲校正信号。逐脉冲校正信号包括针对第二脉冲子集中的每个脉冲的值。对于突发i，逐脉冲校正信号或前馈校正信号表示为校正信号的每个值表示作为如下信号的预测的质量或量，该信号在被应用到突发i中的光脉冲k时修改光脉冲k的波长，使得光脉冲k的波长等于目标波长或者与尚未应用校正的情况相比更接近目标波长。换句话说，前馈校正信号降低了突发i的脉冲k的波长误差。
基于所确定的逐脉冲校正信号的校正被应用到包括在第二突发中的第二脉冲子集中的每个脉冲(620)。将校正应用于第二脉冲子集中的任何脉冲降低了第二脉冲子集中的脉冲的波长误差。根据作为一个脉冲突发的一部分的脉冲(在该示例中是第一脉冲子集)的波长误差确定该校正，并且将该校正应用到作为另一个脉冲突发的一部分的脉冲(在这个例子中是第二脉冲子集)。以这种方式，可以在没有光源的运转状况的详细知识的情况下合成校正。此外，由于被应用于稍后出现的突发中的脉冲子集，校正本质上是前馈的。因此，校正的确定与确定线中心分析模块420中可能出现的波长的延迟无关。这允许过程600与诸如以6000Hz或更大频率进行操作的那些光源之类的高重复光源一起使用。
逐脉冲校正信号可以例如由控制系统450中的电子处理器452使用，以生成表示校正信号的值的电压信号。在该示例中，校正是将电压信号应用到致动器444。将电压信号应用到致动器444使得光学元件442移动一定量，该量使第二脉冲子集中的脉冲偏转一定量，该量补偿所测量的第一脉冲子集中的对应脉冲的波长误差。如上所讨论，波长误差可以由造成增益介质419中的压力波前的物理干扰所引起。移动光学元件442可以使在腔室中传播的光偏转一定量，该量反映光由于压力波前的偏转。在一些实现中，可以将逐脉冲校正信号添加到反馈或控制信号或者以其它方式与之结合，所述反馈或控制信号作用在致动器444上以移动或调整光学元件442，从而修改腔室214中的光束以用于除了波长误差降低以外的补偿或修改。在这些实现中，波长误差中的降低是现有的补偿或修改技术之外的补充，而且增强并添加到这些其他技术。
在一些实现中，在将校正应用于第二脉冲集中的脉冲之前，将低通滤波器(诸如低通滤波器模块464)应用到逐脉冲校正信号。如上所讨论，在没有校正的情况下，波长误差在脉冲突发之间是不变的或缓慢变化的。低通滤波器抑制例如由光源405的噪声、振动或不期望的运动所引起的高频波长误差，并且可能产生不准确的逐脉冲校正信号和不准确的校正。
可以将低通滤波器实现为过滤逐脉冲校正信号的数字化版本并由控制系统450的电子处理器452执行的软件。在其他实现中，低通滤波器可以是作用在校正信号的模拟版本上的电子组件(例如电阻器和电容器)的集合。在一些实现中，在两个光脉冲突发之间的时间期间将低通滤波器应用于校正信号。
另外，在一些实现中，在将校正应用于第二脉冲突发的第二子集中的每个脉冲之后，将针对第二子集中的脉冲的波长误差与上限和下限进行比较。如果针对阈值数量的脉冲的波长误差大于上限或小于下限，则根据波长误差确定逐脉冲校正信号。如果存在少于阈值数量的脉冲具有高于上限和低于下限的波长误差，则在一些实现中，不是根据波长误差来确定逐脉冲校正信号，或者将逐脉冲校正信号设置为预定值(诸如零)。
上面讨论的示例涉及将校正应用于单个后续突发。然而，可以将逐脉冲校正信号应用于多个后续突发。此外，可以重复地执行过程600，以在光源405的操作过程中逐渐且迭代地降低波长误差。
还参考图7A-图7D和图8A-图8D，示出了逐渐且迭代地降低在来自光源的突发801A-801D中发射的脉冲的波长误差的过程600的示例。图8A-图8D分别示出了作为根据突发801A-801D中的脉冲子集的脉冲数(k)的波长误差。图7A-图7D分别示出了根据脉冲数(k)的示例性逐脉冲校正信号700A-700D。逐脉冲校正信号700A-700D是从过程600生成的校正信号的示例。突发801A在时间上首先出现，随后是突发801B和801C，突发801D在时间上最后出现。光源可以是发射脉冲光束的任何光源，该脉冲光束包括诸如上面讨论的任何光源105、205和405的光脉冲突发。
在所示的示例中，在光学腔室中出现的瞬态物理效应引起在突发开始时出现的脉冲中最显著的波长误差。该示例中的波长误差可以具有二阶或三阶冲激响应的形式。
逐脉冲校正信号700A-700D包括针对脉冲子集中的每个脉冲的值。如下所讨论的，突发801A中的脉冲的波长误差被过程600用于确定逐脉冲校正信号700B，继而脉冲校正信号700B又被应用到突发801B的脉冲。因此，图7A-图7D和图8A-图8D的示例图示了使用过程600的波长误差的前馈校正。
每个波长误差800A-800D分别包括针对突发801A-801D中的脉冲子集中的每个脉冲的波长误差。突发801A-801D的脉冲子集中有N个脉冲，其中N是任何整数值。脉冲子集可以包括在相应突发801A-801D中的全部脉冲或少于全部的脉冲，其中每个子集包括相同数量的脉冲。突发801A-801D是在由诸如光源405之类的光源所产生的光束中的顺序出现的突发。突发801A首先出现，并且突发801D最后出现。
子集中的每个脉冲的波长误差在图8A-图8D中被示出为实心圆。校正信号700A-700D分别包括针对突发801A-801D的脉冲子集中的每个脉冲的值。基于校正信号700B-700D对突发801B-801D中的脉冲子集中的脉冲应用校正降低了突发801B-801D中的脉冲的波长误差，其中目的是将子集中的所有脉冲的波长误差降低到落在下限802和上限803之间的值的范围内。如图8D中所示，针对突发801D的脉冲子集中的所有脉冲的波长误差在下限802和上限803之间。上限802和下限803是波长误差的值。上限和下限可以是即使没有可识别的干扰作用在光源上时所预期出现的波长误差(足够小以使得其不能被进一步降低的波长误差)，或者可以是不影响光源的用户的波长误差。通常将上限和下限表示为波长。例如，上限和下限可以是例如+/-040毫微微米(fm)或更小。在一些实现中，上限和下限可以在+/-20fm至+/-100fm之间。
校正信号700A是初始值校正信号。用于校正信号的初始值可以具有任何值。在所示的示例中，校正信号700A针对突发801A的脉冲子集中的所有脉冲具有零值。因此，将校正信号700A应用到致动器444不会移动光学元件442，并且不影响突发801A的脉冲子集中的脉冲的偏转(或波长)。图8A示出了在将校正信号700A应用到致动器444之后的针对突发801A中的脉冲子集的波长误差800A。
波长误差800A被用于确定校正信号700B(图7B)。校正信号700B包括针对突发801B中的脉冲子集中的每个脉冲的值。这些值使得当根据校正信号700B确定的校正被应用到致动器444时，致动器444将光学元件442移动一定量以抵消或补偿引起突发801B的子集中的每个脉冲中的波长误差的物理效应。如图7B中所示，校正信号700B的值可以针对子集中的脉冲而变化。因此，可以对该子集中的每个脉冲应用不同的校正。例如，光学元件442可以在与突发801B的脉冲子集中的各种脉冲相互作用之前移动不同的量，使得子集中的每个脉冲可以偏转不同的量。
另外，图7B图示了确定引起波长误差的瞬态已经结束的过程600的示例。可以例如通过检测延伸至脉冲子集的结束并且具有在下限802和上限803之间的波长误差的一系列M个(任何正整数值)脉冲中的第一脉冲来确定瞬态的结束。再次参考图7A，脉冲804是具有在界限802和803之间的波长误差的一系列脉冲中的第一个脉冲。该系列脉冲从脉冲804延伸到脉冲子集的结束。因此，在脉冲804处检测到瞬态的结束，并且校正信号800B中的对应于脉冲804和后续脉冲的校正被设置为零。在一些实现中，可以对突发中的脉冲数进行计数，并且基于对光源的物理理解，可以将瞬态的结束预先设置为在突发中的第一脉冲之后的固定数量的脉冲。
因为干扰对波长误差的影响是突发到突发缓慢变化的，所以与突发801A中的脉冲相比，将基于突发801A的波长误差所确定的校正信号700B应用于突发801B的脉冲降低了突发801B的脉冲中的波长误差的大小。此外，突发801B中的更多数量的脉冲具有由最小界限802和最大界限803所限定的范围内的波长误差。
在过程600中使用波长误差800B以确定另一校正信号700C，其用于确定当光学元件442与后续突发801C的脉冲相互作用时施加到致动器444的电压。图8C示出了基于校正信号700C调整的与光学元件442相互作用的脉冲突发801C的脉冲的波长误差800C。波长误差800C低于波长误差800A和800B，因为过程600迭代地学习由干扰引起的波长误差的特性并逐渐地改善逐脉冲校正对每个后续突发的执行。
类似地，波长误差800C被用于确定校正信号700D。校正信号700D被用于生成当后续突发801D的脉冲与光学元件442相互作用时被施加到致动器444的电压。与波长误差800A-800C相比，脉冲突发801D中的脉冲的波长误差800D降低。此外，突发801D中的脉冲子集中的所有脉冲都在上限803和下限802之间。
因此，在该示例中，过程600在四个脉冲突发之后将波长误差降低到可接受的范围内。当子集中的所有脉冲具有在可接受的范围内的波长误差时，过程600可以结束。在一些实现中，尽管出现具有波长误差在可接受范围内的脉冲的突发，但过程600仍然继续。可以将过程600应用于由光源405产生的全部脉冲突发或少于全部的脉冲突发。尽管上面的示例示出了过程600在四个脉冲突发之后将波长误差降低到可接受的范围内，但是在其他示例中，可以在更少或更多的突发之后将波长误差降低到可接受的范围。例如，可以在2到100个突发之后将波长误差降低到可接受的范围。在波长误差降低到可接受的范围之前出现的突发的数量取决于在突发之间的波长误差中存在多少变化以及波长误差的可接受的范围。具有较高或较大的关于突发到突发的波长误差变化和/或波长误差变化的较低可接受范围的光束可导致在波长误差降低到可接受范围内之前出现的较高数量的突发。
当波长误差未降低到阈值数量的脉冲突发内的可接受范围时，波长误差是突发到突发不变的或缓慢变化的假定可能是不准确的。如果波长误差不在阈值数量的突发的可接受范围内，则可以确定过程600是不收敛的。在这种情况下，逐脉冲校正信号可能是不准确的，并且基于逐脉冲校正信号的校正可以被设置为零或一些其他值，以向控制系统450指示基于逐脉冲校正信号的校正未被使用。因此，基于逐脉冲校正信号的校正在过程600不适用的条件下不会使光源405的基线性能降级。
以这种方式，在光源405的操作期间并且在无需事先知道光源405或操作条件的情况下学习由可重复的物理干扰引起的瞬态波长误差的特性(诸如形状、量级和/或持续时间)。通过学习瞬态波长误差的特性，过程600以前馈的方式校正和/或补偿波长误差。此外，由于在光源405的操作期间多次确定校正信号700B-700D，所以可以补偿例如由于电极417的点火图案、增益介质419的温度中的变化而在操作期间出现的瞬态波长误差的形状和持续时间的变化。
另外，在图7A-图7D和图8A-图8D中，在确定校正信号700D时虑及了多个脉冲突发的波长误差。然而，在其他示例中，可以根据单个波长误差确定任何校正信号700B-700D。此外，可以根据一组波长误差确定校正信号700B-700D。此外，校正信号700B-700D可以基于来自紧接在前的突发之外的突发的波长误差。例如，在一些实现中，可以根据波长误差800B确定校正信号700D。
此外，虽然提供了对致动器444施加电压的示例，其引起光学元件442的运动，但是基于所确定的逐脉冲校正信号的校正可以采取其他形式。例如，校正可以是电子信号，该电子信号被存储在电子存储装置454中并被提供给耦合到光学元件442的控制器。校正可以是任意物理或电子量或质量，该物理或电子量或质量引起由光源405产生的光束的波长中的校正或改变。
图9示出了图示出上面关于例如图5A、图5B和图6所讨论的前馈补偿技术的有效性的模拟数据。图9示出了根据脉冲重复速率为6000Hz的激光器的移动窗口的、在150个突发上平均的以毫微微米(fm)为单位的移动窗口波长误差的曲线905和910。在该示例中，每个突发包括在其上对波长误差进行平均的150个脉冲窗口，其中较低编号的窗口包括突发中的初始脉冲，而较高编号的窗口包括突发中的稍后脉冲。因此，图9的横轴与脉冲数(k)相关，并且纵轴与波长误差相关。
曲线905显示了具有反馈补偿但没有前馈波长误差补偿的实际性能。曲线910示出了用前馈补偿进行补偿后的模拟的波长误差。
在仅有反馈补偿的情况下，移动窗口波长误差由初始突发瞬态906所主导。该初始突发瞬态906可以类似于声学瞬态。相信由于高脉冲重复速率(6,000Hz或更大)和线中心分析模块中大约为160微秒(μs)的处理延迟，许多反馈控制器被挑战以补偿瞬态906。然而，当与反馈波长控制器一起使用时，前馈波长误差技术(诸如前馈稳定化模块460)将瞬态906降低约4倍。
其他实现在所附权利要求的范围内。例如，在一些实现中，主振荡器212(图2)被配置为再生环形谐振器。在这些实现中，种子光束224被引导通过功率放大器230以形成循环路径或环路。在功率放大器230是再生环形谐振器的实现中，种子光束224通过重复地经过放电室240而被放大。光学系统232提供一种机制来将种子光束224耦合进来和将来自环形谐振器的放大辐射的一部分耦合出去以形成输出光束260。例如，光学系统232可以包括诸如部分反射镜的光耦合器作为该机制，其接收种子光束224和来自环形谐振器的放大辐射。

Claims (24)

1.一种方法，包括：
接收从光源发射的脉冲光束，所述脉冲光束至少包括光的第一脉冲突发和光的第二脉冲突发，所述第一脉冲突发包括第一脉冲子集并且所述第二脉冲突发包括第二脉冲子集；
确定针对所述第一脉冲子集中的每个脉冲的波长误差，所述波长误差是针对特定脉冲的波长与目标波长之间的差异；
基于所确定的波长误差来确定逐脉冲校正信号，所述逐脉冲校正信号包括与所述第一脉冲子集中的每个脉冲相关联的校正信号；和
将基于所确定的逐脉冲校正信号的校正应用到所述第二脉冲子集中的每个脉冲，其中将校正应用到所述第二脉冲子集中的脉冲降低了所述第二脉冲子集中的脉冲的波长误差。
2.根据权利要求1所述的方法，其中
基于所确定的波长误差来确定逐脉冲校正信号包括确定针对所述第一脉冲突发中的每个脉冲的电压信号，和
将校正应用到所述第二脉冲子集中的每个脉冲包括将所述电压信号应用到耦合到与所述第二脉冲子集中的脉冲相互作用的光学元件的致动器。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述光学元件响应于将所述电压信号应用到所述致动器而移动，由此改变与所述光学元件相互作用的脉冲的波长。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一脉冲子集包括少于所述光的第一脉冲突发的全部光脉冲，并且所述第二脉冲子集包括少于所述光的第二脉冲突发的全部光脉冲。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一脉冲子集包括所述第一脉冲突发中的初始N个脉冲，并且所述第二脉冲子集包括所述第二脉冲突发中的初始N个脉冲。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括对所确定的逐脉冲校正信号进行滤波。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，对所确定的逐脉冲校正信号进行滤波包括将低通滤波器应用到所确定的逐脉冲校正信号，所述低通滤波器包括降低所述逐脉冲校正信号中的与大于频率阈值的频率相关联的部分的滤波器。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，对所确定的逐脉冲校正信号进行滤波包括将低通滤波器应用到所确定的波长误差信号，所确定的所述波长误差信号包括针对所述第一脉冲突发中的每个脉冲的所述波长误差。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光的第一脉冲突发和所述光的第二脉冲突发由时间周期分开，并且在所述时间周期期间确定所述逐脉冲校正信号。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，光的第二脉冲突发在所述光的第一突发之后出现，并且仅在所述光的第一突发出现之后才确定所述逐脉冲校正信号。
11.根据权利要求9所述的方法，还包括在所述时间周期期间确定经滤波的所确定的逐脉冲校正信号。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第一突发和所述第二突发之间出现一个或多个突发，使得所述第一突发和所述第二突发在时间上是不连续的。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述光的第一脉冲突发是在时间上紧跟在所述光的第二脉冲突发之前的突发。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述脉冲光束包括光的第三脉冲突发，所述第三脉冲突发包括第三脉冲子集，并且还包括：
在应用所述校正之后确定针对所述第二脉冲子集中的每个脉冲的所述波长误差；
将针对每个脉冲的所述波长误差与上阈值和下阈值进行比较；和如果阈值数量的脉冲的波长误差大于所述上阈值或小于所述下阈值，则基于所述确定针对所述第二脉冲子集中的每个脉冲的所述波长误差来确定针对所述第二脉冲子集的逐脉冲校正信号，以及将基于针对所述第二脉冲子集的所述逐脉冲校正信号的校正应用到所述第三脉冲子集中的每个脉冲。
15.根据权利要求2所述的方法，还包括：
确定所述光的第二脉冲突发中的多个脉冲的波长误差；
访问表示所述光源中的次级干扰的模型；
访问表示所述致动器的动态的模型；和
基于所确定的所述光的第二脉冲突发中的所述多个脉冲的波长误差、以及所述次级干扰的模型和所述表示所述致动器的动态的模型中的一个或多个模型，来确定第二校正信号，其中
将基于所确定的逐脉冲校正信号的校正应用到所述第二脉冲子集中的每个脉冲还包括：将所述第二校正信号应用到所述第二脉冲子集中的至少一些脉冲。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，在应用到所述第二脉冲子集中的脉冲之前将所述基于所确定的逐脉冲校正信号的校正和所述第二校正信号相加。
17.根据权利要求1所述的方法，还包括确定针对所述第一脉冲子集中的每个脉冲的波长。
18.一种方法，包括：
接收从光源发射的脉冲光束，所述脉冲光束至少包括光的第一脉冲突发和光的第二脉冲突发，所述第一脉冲突发和所述第二脉冲突发在时间上分开，并且所述第一脉冲突发和所述第二脉冲突发中的每一个包括随着操作条件变化的瞬态波长误差；
确定针对所述第一脉冲突发中的两个或更多脉冲的波长误差，针对特定脉冲的所述波长误差是所述特定脉冲的波长与目标波长之间的差异；
基于所确定的所述波长误差来确定所述光的第一脉冲突发中的所述瞬态波长误差；
基于所确定的所述瞬态波长误差来确定校正信号；和
将基于所述校正信号的校正应用到所述光的第二脉冲突发中的至少一些脉冲，其中与所述第一脉冲突发中的所述瞬态波长误差相比，应用所述校正降低了在所述第二脉冲突发中的所述瞬态波长误差。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，随着操作条件变化的所述瞬态波长误差在给定的一组操作条件下产生的脉冲突发之中基本上是不变的。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述瞬态波长误差从发射所述脉冲光束的所述光源的腔室内的声学事件中产生。
21.根据权利要求18所述的方法，其中，所述瞬态波长误差由二阶或三阶系统的冲激响应表征。
22.根据权利要求18所述的方法，其中，所述第一脉冲子集包括少于所述光的第一脉冲突发中的全部脉冲，并且所述第二脉冲子集包括少于所述光的第二脉冲突发中的全部脉冲。
23.一种用于发射脉冲光束的光源的控制器，所述控制器被配置为耦合到所述光源，并且所述控制器包括：
一个或多个电子处理器；和
耦合到所述一个或多个电子处理器中的一个或多个的非暂时计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质在其上存储有指令，所述指令在被所述一个或多个电子处理器执行时使所述一个或多个处理器执行包括以下的操作：
访问从所述光源发射的脉冲光束的信息，所述脉冲光束至少包括光的第一脉冲突发和光的第二脉冲突发，所述第一脉冲突发包括第一脉冲子集，并且所述第二脉冲突发包括第二脉冲子集；
确定针对所述第一脉冲子集中的每个脉冲的波长误差，所述波长误差是针对特定脉冲的波长与目标波长之间的差异；
基于所确定的波长误差来确定逐脉冲校正信号，所述逐脉冲校正信号包括与所述第一脉冲子集中的每个脉冲相关联的校正信号；和
将基于所确定的逐脉冲校正信号的校正应用到所述第二脉冲子集中的每个脉冲，其中将校正应用到所述第二脉冲子集中的脉冲降低了所述脉冲的波长误差。
24.一种光系统，包括：
被配置为发射光束的光源，所述光束包括由时间周期分开的突发，每个突发包括以时间重复速率出现的光脉冲；
线中心分析模块，所述线中心分析模块被配置为测量光的所述突发中的光脉冲的波长；和
控制器，所述控制器被配置为以时间重复速率接收所述波长的测量，所述控制器包括：
反馈模块，所述反馈模块被配置为确定反馈校正信号以补偿第一脉冲突发中的特定脉冲的波长误差，所述反馈校正信号基于所述第一突发中较早出现的脉冲的波长误差；
前馈稳定化模块，所述前馈稳定化模块被配置为确定前馈校正信号以基于较早出现的突发中的对应脉冲来补偿所述第一脉冲突发中的所述特定脉冲的波长误差；
耦合到包括指令的非暂时计算机可读介质的一个或多个电子处理器，所述指令在被执行时使所述一个或多个电子处理器：
组合针对所述特定突发的所述前馈校正信号和针对所述特定突发的所述反馈信号，以形成针对所述特定突发的组合校正信号，以及
向所述光源提供所述组合校正信号以降低所述第一突发中的所述特定脉冲的波长误差。
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