低着火电压新结构氦-氖激光器实验报告及理论分析

着火电压在气体放电学中又称为点燃电压或起辉电压、击穿电压等。它指的是放电管由非自持放电转为自持放电时的电压,亦即刚刚点燃放电的电压值。着火电压的大小是由气体成分、气体压强P、电极之间距离D、放电管的直径d、阴极逸出功等因素决定的。当气体成分、阴极材料和极间距离一定、气体温度近似不变条件下,着火电压V_s是气压P和极间距离D乘积的函数。着火电压对气体激光器来说是一个非常重要的参数,制作一个气体激光器总希望着火电压愈低愈好,而目前制作的He-Ne激光管着火电压都比较高。为了降低着火电压,     

射频放电激励激光器阻抗特性实验研究

利用自行研制的传感器＾「１」,通过对射频放电电压电源以及其相位角的精确测定,结合放电管的等效电路,对内置电极射频气体放电激励激光阻抗特性进行研究,得出内置电极射频气体放电激励激光器等离子体的伏安特性曲线,以及等离子体电阻和气体压强、气体放电电流之间的关系。     

铝阴极氧化对同位素氦氖气体放电参数的影响

铝通常用作气体放电装置的阴极,经过表面氧化达到提高电子发射和耐正离子轰击的效果。本文采用自制的理想平行电极放电管对铝阴极做不同时间的放电氧化,模拟环形氦氖激光器的放电过程,研究了铝阴极氧化对气体放电参数(着火电压、灭火电压和正常辉光放电最大电流密度)的影响。根据实验测得的各个参数值,结合辉光放电的公式,计算了每个放电参数相应的阴极次级电子发射系数γ随氧化时间变化的值,结合电镜对氧化表面含氧量的测试分析了实验发现的现象。     

轴快流CO_2激光器预电离设计

为了解决轴快流(FAF)CO2激光器的大体积和高气压所产生的等离子体放电不稳定问题,设计了相应的预电离装置。预电离装置安装在激光器放电管外,预电离电极由激光器放电管阳极和与其相距35 mm的铜环组成。预电离电路由多谐振荡器、RC充放电电路和可控硅构成,放电频率范围为10~20 k Hz,其目的是产生固定频率下尽可能高的初始电子密度,以降低激光器着火电压。实验结果表明:该预电离装置使激光器最大点火电压降低1.69 k V,小功率输出电压波动降低2.6 k V,能够满足轴快流CO2激光器的预电离要求,是提高激光器放电稳定性的一种有效方法。     

射频激励铜离子激光器阻抗特性实验研究

利用自行研制的传感器和测量装置 ,通过对射频放电电压电流以及其相位角的测定 ,结合放电管的等效电路 ,对射频激励激光器阻抗特性进行研究 ,得出射频激励激光器等离子体的伏安特性曲线 ,以及等离子体电阻、容抗与气体压强、放电电流之间的实验曲线。     

轴快流CO2激光器放电管结构的研究和设计

为了深入了解高功率轴快流CO2激光器放电管结构和内部流场对激光器工作性能的影响,得到更均匀稳定的辉光放电,采取对放电管内部工作气体的流动状态分别进行数值模拟和实验的方法,得到了关于放电等离子体的流场分布数据,数值模拟结果和实验结果一致,并对不同结构的管内的流场和放电表现进行了比较和分析,设计了一种新结构的放电管。结果表明,放电管内的流场特性影响着辉光放电的均匀性和稳定性,新设计的放电管内能得到更均匀的辉光放电,但还需进一步优化。     

泰科Raychem电路保护部新增气体放电管产品

泰科电子Raychem电路保护部宣布,公司的电路保护产品系列新增了气体放电管(GDT)。新增的气体放电管主要针对电信设备和浪涌保护模块,以及工业、商业、消费类和汽车电子等领域。Raychem电路保护部的气体放电管可通常用于保护敏感的电信设备,例如电源线、通信线路、信号线和数据传输线,防止一般由雷击和设备开关操作导致的瞬时浪涌电压所造成的损坏。气体放电管作为一个高阻抗器件,可放置在敏感设备的前面并与之平行,同时该器件不会影响信号的正常工作。但是,在雷击等过电压浪涌情况下,气体放电管会切换到低阻抗状态,并将能量从敏感设备中转…     

掺氢溴化亚铜激光器动态阻抗的研究

重点用固定比例的氖氢混合气体研究和比较了掺H前后激光器的光电脉冲波形和等离子体动态阻抗.实验装置采用普通倍压充电通过闸流管放电电路.放电电压用Tektronix P6015A高压探头跨接于激光放电管电极测量(阳极接地),放电电流用Pearson Model 410 脉冲电流转换器套接在激光放电管阳极引线上探测,快响应光电二极管测光脉冲波形.实验分别在纯氖气和掺H 2%、2.5%的氖氢混合气体稳定流动的情况下进行,激光器稳定工作时,测量激光管电压和电流波形,以及激光脉冲波形,同时记录采样数据.实验结果表明,掺入2%的氢使放电激励的电压幅度增加了约34%,而电流脉冲幅度却下降了约23%,激励阶段激光放电管的等离子体阻抗增加了约3倍;光脉冲宽度明显增大. 我们认为H的加入改变了放电的微观过程,使得激光放电管中等离子体阻抗增加.再深入的研究表明 H对电子有很强的可剥离吸附作用,在放电余辉期,H吸附了大量的电子,导致电子密度减少,等离子体电阻增加,使激发态原子和离子能快速地消激励.(PC1)     

彩色AC-PDP充气的优化

综述充气成分、配比、压强对彩色ＰＤＰ特性的影响。利用辉光放电管和３英寸ＡＣ－ＰＤＰ表面放电模拟板,测得几种常用气体的ＤＣ放电巴邢曲线和ＡＣ表面放电的着火电压曲线。结果表明,对ＡＣ表面放电的电极系统不符合气体放电相似定律,其着火电压Ｕｆ也不符合巴邢定律。为提高亮度和光效,对表面放电ＡＣ－ＰＤＰ,充气压强应选在Ｕｆ＝ｆ（ｐ）曲线的右支。最后归纳ＡＣ－ＰＤＰ充气的优化步骤。     

大流量轴快流CO2激光器放电管的对比分析

为了提高大功率轴快流CO2激光器的单根放电管的质量流量,得到更大的单根放电管的输出功率,对原有放电管的喷嘴、绕流环等结构进行了改进和优化,设计出一种新型的大质量流量放电管。采用数值模拟和实验验证的方法对新设计的放电管内的气体流动状态和输出功率进行分析,得到了工作气体的质量流量,放电管的输出功率以及工作气体在放电管内的流场分布,数值模拟结果和实验结果一致,并对不同结构的放电管的输出功率和流场分布进行了比较。结果表明,新设计的放电管的质量流量明显增加,单根放电管的输出功率提高,且能够得到均匀的辉光放电。     

Transient voltage suppressors—technologies and characteristics

Transient voltage suppressors (TVS) are widely used for electrostatic discharge (ESD) and surge protection of electronic devices. Especially the usage of mobile devices for wireless communications requires extremely high production quantities in the range of multi-billion pieces of TVS per year. This article gives an introduction to the key performance parameters of different TVS technologies with low parasitic capacitance in the picofarad and sub-picofarad range, such as gas discharge tubes (GDT), polymer voltage suppressors (PVS), multi-layer varistors (MLV) and silicon TVS.     

5kV重复频率高压脉冲电源设计

针对毛细管放电X线激光的研究中气体预电离对电源的要求,设计一种重复频率的高压脉冲电源。采用可调直流高压电源和储能电容器作为能源系统,利用固体开关作为主放电开关控制脉冲宽度和频率,最后通过脉冲变压器升压在负载上得到所需的电压脉冲。整个系统利用计算机和数据采集控制卡实现程控。实验结果表明5kV重复频率高压脉;中电源的最终输出脉冲电压范围为3-5kV可调：脉冲宽度范围为2-20μs可调：脉冲频率范围为1～200Hz可调;脉冲电流最大100A。     

降低气体激光管着火电压的初步理论分析

本文从气体放电的着火条件γ(e~(ad)-1)=1出发,对改进型激光管和未改进型激光管内的一些现象进行了初步理论分析,此理论分析很好地解释了改进型激光管着火电压大大降低的实验结果.     

含有碘甲烷的混合气体脉冲放电特性研究

含碘甲烷的混合气体脉冲放电是研究放电引发的脉冲氧碘化学激光器的基础和前提保证。研究了碘甲烷的混合气体脉冲放电特性,实验发现,击穿电压和峰值电压与气体压强、电极间距和初始电压的乘积成线性关系,注入能量与气体压强、放电气体的体积及初始电能的乘积成线性关系。     

±60 kV三电极场畸变气体开关静态特性研究

在高功率脉冲Marx发生器中,气体开关具有连接储能器件与负载作用。文中为一种高能量输出、高频Marx发生器,设计了一种三电极场畸变气体开关。开关电极采用同轴结构,具有体积小、放电电流大和工作电压范围宽等优点;通过实验对不同气压和电极间距下场畸变气体开关电极静态特性进行了测试,实验结果表明,场畸变气体开关自击穿电压随SF6气压的增长从线性增长到非线性增长;工作电压范围随场畸变气体开关两主电极之间距离的增大而增大,最终趋于平缓;击穿电流和电压的分散性都随着工作气压的增大而增大。     

高压下陶瓷空封光电耦合器内部气体放电电流特性研究

陶瓷空封光电耦合器存在高压下的内部气体放电,分析其放电电流特性有助于器件可靠性研究。提出了基于体电流和气体放电电流的陶瓷空封光电耦合器漏电流模型,并针对高压下漏电流测试能力不足的现状,设计了基于悬浮供电的漏电流检测系统,通过对高压下器件漏电流的测试及对比分析,实现了对内部气体放电电流特性的定量评估。     

Arc ignition using DC discharges

The results are presented of a series of experimental and analytical investigations into the minimum requirements of a DC ignition source for non-contact arc ignition. Conditions for ignition are found—the starting discharge voltage should be less than the output voltage of the main source and it should exist for a time governed by the transient behaviour of the circuit and the discharge supplied by the two power sources during ignition. A design example shows that for a typical welding supply of 80 V output, the ignition source must have an output voltage of at least 4 kV and an output current of at least 0.5 A for at least 56 µs to initiate a 3 mm TIG welding arc.     

放电引发非链式DF激光器脉冲特性研究

研究了工作气体分压比、总气压、充电电压及输出镜反射率对激光单脉冲能量、脉冲宽度及峰值功率的影响。实验结果表明:对于输出能量,工作介质SF6和D2的分压比为10:1及输出镜反射率为30%时最佳,正常辉光放电状态下提高充电电压有利于增加单脉冲能量,且对于每个电压存在使能量最大的最佳气压值。激光脉冲宽度随工作气体分压比及总气压的增大不断变窄,但随充电电压和输出镜反射率的升高不断变宽。综合考虑输出能量和激光脉宽,激光峰值功率的总体变化趋势与能量一致,但二者取得最大值所对应的气体参数及输出镜参数存在差别。     

Gas electric discharge induced by electromagnetic vibrator in quasi-optical microwave beam with significantly subcritical field level

Experiments on the ignition of electric discharge in air in quasi-optical microwave beam with subcritical field level are performed using a linear half-wavelength electromagnetic vibrator fixed above screen. It is demonstrated that the plasma of the induced electric charge at air pressures that exceed a critical level has a relatively high gas temperature providing the ignition of propane–air mixture.     

CO2激光诱导大气放电特性的研究

为了研究脉冲CO₂激光诱导空气放电的特性,建立了高压电容充放电实验平台,采用间距为8mm、半径为10mm的一对球形石墨电极,取得了放电电压和电流的实时数据,采用2阶振荡电路模型对放电电压和放电电流进行拟合得到了电极间激光诱导放电等离子体的阻抗,并对放电时间、放电延时及抖动做了统计。结果表明,激光诱导放电等离子体的阻抗很小,约1Ω~2Ω,拟合得到的放电等离子体阻抗随放电电压、放电电容、以及激光能量的增加而减小;放电延时随着实验条件的变化在2μs~10μs之间变化,放电延时以及延时抖动随着放电电压和激光能量的增加而降低,而受放电电容大小的影响不明显。由此高稳定性的激光脉冲和高压有助于激光诱导放电过程的稳定。