CN116803006A - 使用混合非线性磁性材料的脉冲功率电路和包含该电路的电感器 - Google Patents
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Abstract
一种脉冲功率电路(30，31，32)，包括电感器(55)，所述电感器具有开关磁性材料和衰减磁性材料的混合芯，所述开关磁性材料被布置和选择成用作磁性开关；所述衰减磁性材料被布置和选择成衰减能量反射而不干扰所述开关磁性材料用作磁性开关，使得所述电路可以减轻由反射能量引起的谐振，而不显著降低其作为可饱和电抗器电感器的一部分的开关功能。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年12月22日提交的题为“PULSED POWER CIRCUITS USINGHYBRID NON－LINEAR MAGNETIC MATERIALS AND INDUCTORS INCORPORATING THE SAME”的美国申请No.63/129,188的优先权，该申请的全部内容通过引用结合于此。
技术领域
本公开涉及用于产生在激光器中使用的电脉冲以例如用作光刻设备中的照明源的电路。
背景技术
光刻设备将期望的图案施加到诸如半导体材料的晶片的衬底上，通常施加到衬底的目标部分上。图案形成装置——可替换地称为掩模或掩模版——可用于产生在晶片的个体层上形成的电路图案。图案的转移通常通过在衬底上提供的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上成像来实现。通常，单个衬底将包含连续图案化的相邻目标部分。
光刻设备包括：所谓的步进器，其中通过一次将整个图案曝光到目标部分上来照射每个目标部分；以及所谓的扫描仪，其中通过在给定方向上通过辐射束扫描图案同时平行或反平行于该方向扫描衬底来照射每个目标部分。还可以通过将图案压印到衬底上来将图案从图案形成装置转移到衬底。
用于照射图案并将其投影到衬底上的光源可以是多种配置中的任何一种。通常用于光刻系统的深紫外准分子激光器包括波长为248nm的氟化氪(KrF)激光器和波长为193nm的氟化氩(ArF)激光器。
诸如描述的那些激光器之类的激光器使用电能脉冲。用于产生电脉冲的电路通常包括磁性开关元件。这些开关元件必须能够可再现地和可靠地产生脉冲。
在本文中，出现了对本发明的需要。
发明内容
以下呈现了一个或多个实施例的简化概述，以便提供对这些实施例的基本理解。本概述不是所有预期实施例的广泛综述，并且不旨在标识所有实施例的关键或重要元素，也不旨在描绘任何或所有实施例的范围。其唯一目的是以简化形式呈现一个或一个以上实施例的一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。
根据实施例的一个方面，公开了一种用于向激光腔提供脉冲的脉冲功率电路，该脉冲功率电路包括具有混合可饱和磁芯的电感器，该混合可饱和磁芯主要包括被布置和选择用作磁性开关的开关磁性材料，并且辅助地包括被布置和选择用于衰减来自激光腔的反射而不适当地干扰开关磁性材料用作磁性开关的衰减磁性材料。所述材料可以使得当电感器被偏置到偏置点时，衰减磁性材料在偏置点处的迟滞磁导率的大小大于开关磁性材料在该偏置点处的迟滞的大小。开关磁性材料可以主要在所述开关磁性材料的开关范围内作为开关操作，所述开关范围包括所述开关磁性材料的－HC和+HC之间的场强。开关磁性材料在开关范围内的最大磁导率μSWITCH可以比衰减磁性材料在其自身的开关范围内的最大磁导率μDAMPER大得多(例如>10x)。开关磁性材料可以具有第一磁方正性比率，而衰减磁性材料具有小于第一磁方正性比率的第二磁方正性比率。开关磁性材料可以具有大于0.80的磁方正性比率。所述衰减磁性材料具有小于0.80的磁方正性比率。衰减磁性材料占可饱和磁芯的重量百分比可以在0.50％至10％的范围内。衰减磁性材料占可饱和磁芯的重量百分比可以在大约1％。
根据实施例的另一方面，公开了一种具有混合可饱和磁芯的电感器，该磁芯包括被布置和选择为用作磁性开关的开关磁性材料以及被布置和选择为衰减来自激光腔的反射而不干扰第一磁性材料用作磁性开关的衰减磁性材料。可以选择材料，使得当电感器被偏置到偏置点时，衰减磁性材料在偏置点处的迟滞的大小大于开关磁性材料在偏置点处的迟滞的大小。开关磁性材料主要在开关范围中用作开关，该开关范围包括开关磁性材料的－HC和+HC之间的场强，并且开关磁性材料在开关范围中的最小磁导率μSWITCH大于衰减磁性材料在开关范围中的最大磁导率μDAMPER。开关磁性材料可以具有大于0.80的磁方正性比率。衰减磁性材料可具有小于0.80的磁方正性比率。衰减磁性材料占可饱和磁芯的重量百分比可以在0.5％至10％的范围内。衰减磁性材料占可饱和磁芯的重量百分比可以在大约1％。
根据实施例的另一方面，公开了一种电感器，其包括布置在堆叠中的多个第一环形元件，第一环形元件包括被布置和选择成用作磁性开关的开关磁性材料，以及被布置在堆叠中的至少一个第二环形元件，该第二环形元件包括被布置和选择成衰减脉冲能量反射而不干扰开关磁性材料用作磁性开关的衰减磁性材料。
根据实施例的另一方面，公开了一种电感器，其包括由缠绕成一匝或多匝的带形成的环形体，所述带在缠绕时具有径向横截面，所述径向横截面包括由被选择成用作磁性开关的开关材料制成的至少一个第一层和由被选择成衰减脉冲能量反射而不干扰开关磁性材料用作磁性开关的衰减材料制成的至少一个第二层。
根据实施例的另一方面，公开了一种激光系统，该激光系统包括包含一对电极的激光腔和脉冲电源系统，该脉冲电源系统被布置为向电极提供脉冲，该脉冲电源系统包括混合可饱和芯电抗器，该混合可饱和芯电抗器包括被布置和选择为用作磁性开关的开关磁性材料和被布置和选择为衰减来自激光腔的反射而不干扰开关磁性材料用作磁性开关的衰减磁性材料。
下面参考附图详细描述本发明的其它特征和优点以及本发明的各种实施例的结构和操作。注意，本发明不限于这里描述的特定实施例。在此提出的这些实施例仅用于说明的目的。基于本文所包含的教导，相关领域的技术人员将明了其它实施例。
附图说明
结合于此并形成说明书一部分的附图说明了本发明，并与说明书一起进一步用于解释本发明的原理，并使相关领域的技术人员能够制造和使用本发明。
图1是根据实施例的一个方面的脉冲功率电路的功能框图。
图2是根据实施例的一个方面的可用于图1的脉冲功率电路中的换向器模块的电路图。
图3A是缠绕的环形芯的立体图。
图3B是沿着线BB截取的图3A的芯的立体剖视图。
图3C是由环形芯元件的柱形堆叠构成的芯的立体图。
图4A是根据实施例的一个方面的两种材料的磁化曲线图。
图4B是根据实施例的一个方面的两种材料的磁化曲线的另一图。
图5A至图5E是根据实施例的方面的混合芯的立体图。
本发明的特征和优点将从以下结合附图阐述的具体实施例中变得更加明显，在附图中相同的附图标记始终标识相应的元件。在附图中，相同的附图标记通常表示相同、功能类似和/或结构类似的元件。
具体实施方式
本说明书公开了结合本发明特征的一个或多个实施例。所公开的(多个)实施例仅举例说明本发明。本发明的范围不限于所公开的实施例。本发明由所附权利要求限定。
所描述的实施例以及说明书中对“一个实施例”，“实施例”，“示例实施例”等的引用指示所描述的(多个)实施例可以包括特定特征、结构或特性，但是每个实施例可以不必包括该特定特征、结构或特性。此外，这些短语不一定指同一实施例。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，应理解无论是否明确描述，结合其它实施例实现此类特征、结构或特性在所属领域的技术人员的知识范围内。
转到图1，示出了脉冲功率电路的示例，其包括高压电源模块30、谐振充电器模块31、换向器模块32、压缩头模块34和激光腔模块36。除了激光腔模块36之外的这些部件构成固态脉冲功率模块(SSPPM)。高压电源模块30将三相正常工厂功率转换为高DC电压。谐振充电器31对换向器模块32中的电容器组充电，以增加脉冲电压并形成较短的电脉冲。压缩头模块34还在时间上压缩来自换向器模块的电脉冲，其中电流相应地增加，以跨激光腔模块36中的电极产生具有所期望放电电压的脉冲。这种激光系统的布置和操作的其它细节可以在例如2006年7月18日公布的题为“Control System for a Two Chamber Gas DischargeLaser”的美国专利No.7,079,564中找到，其全部内容通过引用并入本文。关于该电路的操作的进一步细节可以在2006年2月21日公布的题为“Method and Apparatus for CoolingMagnetic Circuit Elements”的美国专利No.7,002,443中找到，其全部内容通过引用并入本文。
图2是根据实施例的一个方面的诸如可用于图1的脉冲功率电路中的换向器模块32的简化电路图。虚线A和B之间的元件包括实现换向器模块32的电路。高压电源模块30向以已知方式操作的谐振充电器模块31供电。来自谐振充电器模块31的脉冲被提供给换向器模块32以对电容器50充电。电容器50通常称为C0，电容器50上的电压称为VC0。当感测到触发信号时，换向器固态开关68闭合，通过充电电感54将电容器50放电到电容器60。电容器60通常称为C1，并且电容器60上的电压称为VC1。电压保持在电容器60上，直到用作磁性开关的可饱和电抗器55使电容器60饱和并通过变压器70将电容器60放电到压缩头模块34中的电容器组中。
饱和电抗器55最初阻止来自电容器60的电流流动。更具体地，通常，在脉冲被激发之前，可饱和电抗器55被偏置到负饱和。(可饱和电抗器55甚至在没有偏置电流的情况下也可以对抗输入电流，但是该偏置电流用于提供增加的(甚至最大的)和稳定的通量摆动。)当下一个脉冲能量来自电容器50以对电容器60充电时，该电流在可饱和电抗器55的芯中感应出相反的电动势以对抗输入电流，直到芯在正向变得饱和。在饱和时，反电动势消失，并且累积在电容器60上的电荷如同电路开关突然闭合一样转移。
饱和电抗器55因此用作脉冲激光器的磁性开关。可饱和磁芯给予电感器两种状态。在一种状态下，可饱和电抗器的电感高，因为磁芯具有高导磁率。在另一种状态下，电感是低的，因为磁芯已经被驱动到饱和状态，对应于低磁导率。
可饱和电抗器的磁芯可以是包括粉末芯、铁氧体芯和带绕芯(tape-wound core)的几种形式中的任何一种。图3A中示出了带绕芯100的示例。图3B是沿着图3A的线BB截取的剖视图，其中增加了外壳，该外壳可以由铝或类似结构或涂层制成以机械地稳定芯。这些带绕芯100可以单独使用，或者可以如图3C所示布置成堆叠110。带绕芯由高磁导率镍铁合金的薄条带制成，所述高磁导率镍铁合金包括晶粒取向的50％镍铁合金，非取向的80％镍铁合金和晶粒取向的3％硅铁合金。这些是材料的一些示例。显然，该列举不是穷举的，并且可以使用许多其它材料。
在这种应用中使用的可饱和电抗器的芯通常需要表现出特定的迟滞方正性或Br/BSAT比率。这是因为对于作为开关的理想操作，芯材料应表现出几乎为方形的迟滞曲线，如下文更全面地描述。方形曲线的一个特征是，磁化B随着(负)场强H的减小而开始下降的曲线中的拐点是尖锐的。
电源设计中的一个技术问题是激光腔模块36中的电极对脉冲的反射。这些反射会引起振铃，该振铃会干扰脉冲电路准备好传送下一个脉冲的能力。已经采用各种措施来控制该反射能量。在这方面，参见1998年3月17日公布的题为“Pulse Power GeneratingCircuit with Energy Recovery”的美国专利No.5,729,562，其整个说明书在此引入作为参考。
根据实施例的一个方面，通过修改可饱和电抗器芯以除了包括支配开关行为的“开关”磁性材料之外还包括具有使衰减磁性材料衰减反射能量的特性的“衰减器”磁性材料，来进一步控制反射能量。然而，选择衰减磁性材料使得其在脉冲产生期间不干扰开关磁性材料的开关操作。这导致在脉冲生成中执行开关功能以及在脉冲生成之后执行衰减功能的混合芯。这里和其它地方使用术语“干扰”用于指，虽然每种磁性材料可能在其它磁性材料的操作域(开关比对衰减)中具有一些效果，但域外效果足够小，使得它不会不适当地阻碍其它材料在其域中的功能。因此，在开关期间，衰减磁性材料不干扰开关磁性材料的开关功能，并且在反射衰减期间，开关磁性材料不干扰衰减磁性材料的衰减功能。
有几种方法来表征和选择衰减磁性材料以在不损害开关的情况下实现所需的减少反射的目的。图4A示出了开关磁性材料的理想迟滞方形曲线(实线)。图上的BSAT(开关)是开关磁性材料的饱和磁性，在该点之后增加所施加磁场的强度H不会导致磁化的任何增加。Br(开关)是开关的B剩磁，即，当所施加的H场的强度降到零时开关磁性材料的剩余磁化。对于理想方正性，Br(开关)＝BSAT(开关)并且它们的比率为1。Hc涉及矫顽力，如下面更详细解释的。偏置点是衰减材料曲线(虚线)上的点，芯被偏置到该点。
根据实施例的一个方面，为开关磁性材料保留了使用高方正性材料的优点。然而，由反射的腔能量引起的振荡是通过将一部分较低方正性的衰减磁性材料添加到芯以产生混合芯来控制的。如在此使用的，“混合”旨在表示材料的组合，其中每种材料是离散的和不同的并且保持其单独的磁性。
图4A中的虚线示出了根据实施例的一个方面的衰减磁性材料的一些可能特性。图上的BSAT(衰减器)是衰减磁性材料的饱和磁性，在该点之后增加所施加磁场的强度H不会导致磁化强度的任何增加。BR(衰减器)是衰减器的B的剩磁，即，当施加的H场的强度下降到零时衰减磁性材料的剩余磁化。可以看出，Br(衰减器)≠BSAT(衰减器)。根据实施例的一个方面，低方正性材料在虚线所示的椭圆中在磁化B随着减小的(负)场强H开始下降的曲线中呈现圆形的拐点。
根据实施例的一个方面，选择衰减磁性材料，使得
Br(衰减器)/BSAT(衰减器)＝Br(开关)/BSAT(开关)
其中Br(衰减器)是衰减磁性材料的剩磁；
BSAT(衰减器)是衰减磁性材料的饱和或最大磁强度；
Br(开关)是开关磁性材料的剩磁；以及
BSAT(开关)是开关磁性材料的饱和或最大磁强度。
根据一个方面，选择衰减磁性材料，使得HC(衰减器)>HC(开关)，其中HC(衰减器)是衰减磁性材料的矫顽磁性，而HC(开关)是衰减磁性材料的矫顽磁性。根据另一方面，即使HC(衰减器)较小，如果围绕拐点的曲线如图4A中的虚线椭圆所示相对圆化，则衰减材料仍可衰减从腔室返回的能量。
如图4A所示，对于衰减材料迟滞的曲线，其在偏置点处大于并且支配由在偏置点处的开关磁性材料表现出的迟滞。因此，衰减磁性材料可以衰减来自激光腔的反射或残余能量。然而，衰减磁性材料在开关磁性材料的开关操作范围内(包括在开关磁性材料的+HC和－HC之间)接近饱和。在此范围内，开关磁性材料的磁导率μS支配衰减磁性材料的磁导率μD。这在根据实施例的一个方面有开关磁性材料的量支配衰减磁性材料的量，使得衰减磁性材料的存在不会干扰该范围内的开关磁性材料的操作的情况下尤其如此。
换言之，根据实施例的一方面，在偏置点处，衰减磁性材料的迟滞支配开关磁性材料的迟滞，而在开关操作范围中，开关磁性材料的磁导率支配衰减磁性材料的磁导率。因此，每种材料在其自身的操作状态下都是有效的，并且在其它材料的状态下不会干扰其它材料的有效性。
作为另一个示例，图4B中的虚线示出了另一种衰减磁性材料的可能的迟滞曲线。选择衰减磁性材料，使得Br(衰减器)/BSAT(衰减器)<Br(开关)/BSAT(开关)。而且，选择衰减磁性材料，使得HC(衰减器)＝HC(开关)。具有这些特性的衰减磁性材料产生图4B中的虚线迟滞曲线。可以看出，衰减材料的曲线在偏置点处再次表现出比开关磁性材料在偏置点处表现出的迟滞大得多的迟滞。因此，衰减磁性材料可以衰减来自激光腔的反射或残余能量。在开关操作范围内，开关磁性材料的磁导率μS支配衰减磁性材料的磁导率μD。这在根据实施例的一个方面有开关磁性材料的量支配衰减磁性材料的量，使得衰减磁性材料的存在不会干扰该范围内的开关磁性材料的操作的情况下尤其如此。
材料的数量可以是两个或多于两个。在其中两种材料构成混合芯材料的示例中，开关磁性材料可以表现出相对高的方正性，而衰减磁性材料可以表现出相对低的方正性。对于一些实施例，开关磁性材料可以具有在0.8到1范围内的方正性。此外，对于一些实施例，衰减磁性材料可以具有相对低的方正性，可以具有小于0.8的方正性。
根据实施例的另一方面，分别给定开关材料的磁导率比μmax/μsat和衰减材料的类似定义的磁导率比，对于开关材料具有相对较大的磁导率比和对于衰减材料具有相对较小的磁导率比是有利的。这里μmax取为BH曲线在开关区域上的斜率。
关于磁芯的物理结构，如上所述，芯可以被配置为环形元件的柱形堆叠。图5中示出了这种配置的示例。可以看出，在该示例中，芯被配置为五个环形元件的堆叠110，尽管可以使用更少或更多的元件。在该堆叠中，较浅颜色的环形体(其中一个用数字100表示)由开关磁性材料制成。这些环形体100一起构成堆叠110中的五个环形体中的四个环形体。由衰减磁性材料制成的另一环形体120被插入堆叠110中。环形体120可以放置在堆叠110中的任何位置。
如图5B所示，可以有开关磁性材料100和衰减磁性材料120的多个环形体。同样，环形体120可以放置在堆叠110中的任何位置。
图5C至图5E是被缠绕以形成环形体的带的横截面。如图5C所示，带130可具有带有衰减磁性材料层137的开关磁性材料层135。层135和137可以如图所示定位，或者层137可以在层135下方或夹在两层135之间。如图5D所示，带140可以具有多个分别为开关磁性材料和衰减磁性材料的交替层145和147。如图5E所示，低方正性材料可以被布置在带150中作为在高方正性材料155的矩阵中的线性元件157的阵列。就元件的定位和间隔而言，阵列可以是如图所示的规则的或不规则。
衰减磁性材料与衰减磁性材料的重量比可以变化。例如，混合芯中衰减磁性材料的重量可以占混合芯重量的0.5－10％。作为另一个示例，混合芯可以包括1％重量的衰减磁性材料。
诸如刚才描述的那些的混合可饱和磁芯可以结合到在上述脉冲功率电路中用作可饱和磁芯电抗器的电感器中。
虽然为了便于更好地理解，前面的描述主要是针对带绕芯，但是对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，这里阐述的原理也可以应用于其它类型的芯。
应当理解，具体实施例部分而不是发明内容和摘要部分旨在用于解释权利要求。发明内容和摘要部分可以阐述本发明人所预期的本发明的一个或多个但不是所有的示例性实施例，并且因此不旨在以任何方式限制本发明和所附权利要求。
以上借助于说明特定功能及其关系的实现的功能构建块描述了本发明。为了便于描述，这些功能构建块的边界在此被任意地限定。只要适当地执行指定的功能及其关系，就可以限定替换边界。
具体实施例的以上描述将充分揭示本发明的一般性质，使得其他人可通过应用本领域的技术内的知识容易地修改和/或针对各种应用调整此类具体实施例，而无需过多实验，而不脱离本发明的一般构思。因此，基于本文给出的教导和指导，这样的调整和修改旨在处于所公开的实施例的等同物的含义和范围内。应当理解，本文的措辞或术语是为了描述而非限制的目的，使得本说明书的术语或措辞将由技术人员根据教导和指导来解释。
可以使用以下条款进一步描述这些实施例：
1.一种用于向激光腔提供脉冲的脉冲功率电路，所述脉冲功率电路包括具有混合可饱和磁芯的电感器，所述混合可饱和磁芯包括：
开关磁性材料，被布置和选择成用作磁性开关；以及
衰减磁性材料，被布置和选择为衰减来自激光腔的反射而不干扰所述开关磁性材料用作磁性开关。
2.如条款1所述的脉冲功率电路，其中当所述电感器被偏置到偏置点时，所述衰减磁性材料在所述偏置点处的迟滞的大小大于所述开关磁性材料在所述偏置点处的迟滞的大小。
3.如条款1所述的脉冲功率电路，其中所述开关磁性材料主要在所述开关磁性材料的－HC和+HC之间的场强的开关范围内作为开关操作，其中所述开关磁性材料在所述开关范围内具有最小磁导率μSWITCH，并且其中所述衰减磁性材料在所述开关范围内具有最大磁导率μDAMPER，并且其中μDAMPER小于μSWITCH。
4.如条款2所述的脉冲功率电路，其中所述开关磁性材料主要在所述开关磁性材料的－HC和+HC之间的场强的开关范围内作为开关操作，其中所述开关磁性材料在所述开关范围内具有最小磁导率μSWITCH，并且其中所述衰减磁性材料在所述开关范围内具有最大磁导率μDAMPER，并且其中μDAMPER小于μSWITCH。
5.如条款1所述的脉冲功率电路，其中所述开关磁性材料具有第一磁方正性比率，而所述衰减磁性材料具有小于所述第一磁方正性比率的第二磁方正性比率。
6.如条款1所述的脉冲功率电路，其中所述开关磁性材料的磁方正性比率大于0.80。
7.如条款6所述的脉冲功率电路，其中所述衰减磁性材料的磁方正性比率小于0.80。
8.如条款1所述的脉冲功率电路，其中所述衰减磁性材料占所述可饱和磁芯的重量百分比在0.50％至10％的范围内。
9.如条款1所述的脉冲功率电路，其中所述衰减磁性材料占所述可饱和磁芯的重量百分比约为1％。
10.一种具有混合可饱和磁芯的电感器，包括：
开关磁性材料，被布置和选择成用作磁性开关；以及
衰减磁性材料，被布置和选择以衰减来自激光腔的反射而不干扰所述第一磁性材料用作磁性开关。
11.如条款10所述的电感器，其中当所述电感器被偏置到偏置点时，所述衰减磁性材料在所述偏置点处的迟滞的大小大于所述开关磁性材料在所述偏置点处的迟滞的大小。
12.如条款10所述的电感器，其中所述开关磁性材料主要在所述开关磁性材料的－HC和+HC之间的场强的开关范围中作为开关操作，其中所述开关磁性材料在所述开关范围中具有最小磁导率μSWITCH，并且其中所述衰减磁性材料在所述开关范围中具有最大磁导率μDAMPER，并且其中μDAMPER小于μSWITCH。
13.如条款11所述的电感器，其中所述开关磁性材料主要在所述开关磁性材料的－HC和+HC之间的场强的开关范围内作为开关操作，其中所述开关磁性材料在所述开关范围中具有最小磁导率μSWITCH，并且其中所述衰减磁性材料在所述开关范围中具有最大磁导率μDAMPER，并且其中μDAMPER小于μSWITCH。
14.如条款10所述的电感器，其中所述开关磁性材料具有第一磁方正性比率，并且所述衰减磁性材料具有小于所述第一磁方正性比率的第二磁方正性比率。
15.如条款10所述的电感器，其中所述开关磁性材料具有大于0.8的磁方正性比率。
16.如条款10所述的电感器，其中所述衰减磁性材料具有小于0.8的磁方正性比率。
17.如条款10所述的电感器，其中所述衰减磁性材料占所述可饱和磁芯的重量百分比在0.50％至10％的范围内。
18.如条款10所述的电感器，其中所述衰减磁性材料占所述可饱和磁芯的重量百分比约为1％。
19.一种电感器，包括：
被布置成堆叠的多个第一环形元件，所述第一环形元件包括开关磁性材料，所述开关磁性材料被布置和选择成用作磁性开关；以及
被布置成所述堆叠的至少一个第二环形元件，所述第二环形元件包括衰减磁性材料，所述衰减磁性材料被布置和选择为衰减脉冲能量反射而不干扰所述开关磁性材料用作磁性开关。
20.一种电感器，包括：
由缠绕成一匝或多匝的带形成的环形体，所述带在缠绕时具有径向横截面，所述径向横截面包括至少一个第一层和至少一个第二层，所述至少一个第一层由被选择成用作磁性开关的开关材料制成，所述至少一个第二层由被选择用于衰减脉冲能量反射而不干扰所述开关磁性材料用作磁性开关的衰减材料制成。
21.一种激光系统，包括：
包含一对电极的激光腔；以及
脉冲电源系统，被布置为向所述电极提供脉冲，所述脉冲电源系统包括混合可饱和芯电抗器，所述混合可饱和芯电抗器包括开关磁性材料和衰减磁性材料，所述开关磁性材料被布置和选择为用作磁性开关，所述衰减磁性材料被布置和选择为衰减来自所述激光腔的反射而不干扰所述开关磁性材料用作磁性开关。
在以下权利要求的范围内可以找到其他实施例和实现方式。
Claims (21)
1.一种用于向激光腔提供脉冲的脉冲功率电路，所述脉冲功率电路包括具有混合可饱和磁芯的电感器，所述混合可饱和磁芯包括：
开关磁性材料，被布置和选择成用作磁性开关；以及
衰减磁性材料，被布置和选择为衰减来自激光腔的反射而不干扰所述开关磁性材料用作磁性开关。
2.如权利要求1所述的脉冲功率电路，其中当所述电感器被偏置到偏置点时，所述衰减磁性材料在所述偏置点处的迟滞的大小大于所述开关磁性材料在所述偏置点处的迟滞的大小。
3.如权利要求1所述的脉冲功率电路，其中所述开关磁性材料主要在所述开关磁性材料的－HC和+HC之间的场强的开关范围内作为开关操作，其中所述开关磁性材料在所述开关范围内具有最小磁导率μSWITCH，并且其中所述衰减磁性材料在所述开关范围内具有最大磁导率μDAMPER，并且其中μDAMPER小于μSWITCH。
4.如权利要求2所述的脉冲功率电路，其中所述开关磁性材料主要在所述开关磁性材料的－HC和+HC之间的场强的开关范围内作为开关操作，其中所述开关磁性材料在所述开关范围内具有最小磁导率μSWITCH，并且其中所述衰减磁性材料在所述开关范围内具有最大磁导率μDAMPER，并且其中μDAMPER小于μSWITCH。
5.如权利要求1所述的脉冲功率电路，其中所述开关磁性材料具有第一磁方正性比率，而所述衰减磁性材料具有小于所述第一磁方正性比率的第二磁方正性比率。
6.如权利要求1所述的脉冲功率电路，其中所述开关磁性材料的磁方正性比率大于0.80。
7.如权利要求6所述的脉冲功率电路，其中所述衰减磁性材料的磁方正性比率小于0.80。
8.如权利要求1所述的脉冲功率电路，其中所述衰减磁性材料占所述可饱和磁芯的重量百分比在0.50％至10％的范围内。
9.如权利要求1所述的脉冲功率电路，其中所述衰减磁性材料占所述可饱和磁芯的重量百分比约为1％。
10.一种具有混合可饱和磁芯的电感器，包括：
开关磁性材料，被布置和选择成用作磁性开关；以及
衰减磁性材料，被布置和选择以衰减来自激光腔的反射而不干扰所述第一磁性材料用作磁性开关。
11.如权利要求10所述的电感器，其中当所述电感器被偏置到偏置点时，所述衰减磁性材料在所述偏置点处的迟滞的大小大于所述开关磁性材料在所述偏置点处的迟滞的大小。
12.如权利要求10所述的电感器，其中所述开关磁性材料主要在所述开关磁性材料的－HC和+HC之间的场强的开关范围中作为开关操作，其中所述开关磁性材料在所述开关范围中具有最小磁导率μSWITCH，并且其中所述衰减磁性材料在所述开关范围中具有最大磁导率μDAMPER，并且其中μDAMPER小于μSWITCH。
13.如权利要求11所述的电感器，其中所述开关磁性材料主要在所述开关磁性材料的－HC和+HC之间的场强的开关范围内作为开关操作，其中所述开关磁性材料在所述开关范围中具有最小磁导率μSWITCH，并且其中所述衰减磁性材料在所述开关范围中具有最大磁导率μDAMPER，并且其中μDAMPER小于μSWITCH。
14.如权利要求10所述的电感器，其中所述开关磁性材料具有第一磁方正性比率，并且所述衰减磁性材料具有小于所述第一磁方正性比率的第二磁方正性比率。
15.如权利要求10所述的电感器，其中所述开关磁性材料具有大于0.8的磁方正性比率。
16.如权利要求10所述的电感器，其中所述衰减磁性材料具有小于0.8的磁方正性比率。
17.如权利要求10所述的电感器，其中所述衰减磁性材料占所述可饱和磁芯的重量百分比在0.50％至10％的范围内。
18.如权利要求10所述的电感器，其中所述衰减磁性材料占所述可饱和磁芯的重量百分比约为1％。
19.一种电感器，包括：
被布置成堆叠的多个第一环形元件，所述第一环形元件包括开关磁性材料，所述开关磁性材料被布置和选择成用作磁性开关；以及
被布置成所述堆叠的至少一个第二环形元件，所述第二环形元件包括衰减磁性材料，所述衰减磁性材料被布置和选择为衰减脉冲能量反射而不干扰所述开关磁性材料用作磁性开关。
20.一种电感器，包括：
由缠绕成一匝或多匝的带形成的环形体，所述带在缠绕时具有径向横截面，所述径向横截面包括至少一个第一层和至少一个第二层，所述至少一个第一层由被选择成用作磁性开关的开关材料制成，所述至少一个第二层由被选择用于衰减脉冲能量反射而不干扰所述开关磁性材料用作磁性开关的衰减材料制成。
21.一种激光系统，包括：
包含一对电极的激光腔；以及
脉冲电源系统，被布置为向所述电极提供脉冲，所述脉冲电源系统包括混合可饱和芯电抗器，所述混合可饱和芯电抗器包括开关磁性材料和衰减磁性材料，所述开关磁性材料被布置和选择为用作磁性开关，所述衰减磁性材料被布置和选择为衰减来自所述激光腔的反射而不干扰所述开关磁性材料用作磁性开关。
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