半导体激光二极管触发GaAs光导开关

半导体激光二极管触发下砷化镓（GaAs）光导开关工作于雪崩模式,为此设计了异面体结构的GaAs 光导开关以提高开关场强.设计的开关芯片厚度为2 mm,电极间隙为3 mm,利用半导体激光二极管对开关进行触发实验.当开关充电电压超过8 kV 后,开关输出脉冲幅度显著增强,输出脉冲前沿快于光脉冲,开关开始雪崩工作模式.随着开关电场不断增加,开关输出电压幅值也线性增加,但开关输出波形没有改变.对开关抖动进行测试,其测试结果显示开关偏压对抖动影响很大,随着开关偏压增加,开关抖动减小,当开关偏压升至15 kV 时,开关获得最小抖动约500 ps.     

铁电体触发开关的实验研究

利用铁电体作为脉冲开关的触发源,是当前脉冲功率技术发展的一个重要研究方向,为掌握铁电体作为触发极的工作性能,阐述了铁电体触发开关在真空条件下的工作原理和实验结果,给出了铁电体触发开关的设计思路及电极结构图并进行了真空条件下铁电体触发开关的实验研究,在开关间距0.3mm、真空压力度8cPa的条件下测得开关的抖动<800ps。实验结果表明:触发电压的高低对开关抖动的影响很大,随着触发电压的升高开关的抖动越来越小,但触发电压超过某一值时开关的抖动又会增加;开关阴阳极之间的间距对开关抖动基本无影响,对于不同的铁电体触发极,其触发电压的最佳值不同。     

10 kV高重频开关组件设计

设计了一种基于功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的高压开关组件。通过串联20只1 kV的RF MOSFET单元电路,获得耐压10 kV以上的高速、高重复频率的开关组件。开展了高压开关组件的结构设计和1 kV的RF MOSFET单元电路设计及散热设计。利用开关组件进行了10 kV脉冲源实验装置设计,测试结果发现脉冲前沿较仿真结果变缓。     

雪崩模式下的体结构GaAs光导开关

利用能量较低的脉冲激光二极管,在较高场强下触发GaAs光导开关,使其工作于雪崩模式,从而产生纳秒上升前沿的快脉冲电压。GaAs光导开关采用垂直体结构设计,芯片厚度为2 mm,电极形状分别为圆环和圆面,触发光脉冲从圆环穿过。快脉冲产生由同轴Blumlein脉冲形成线完成。对基于GaAs光导开关的同轴Blumlein脉冲线进行了模拟仿真和实验,当充电电压超过8 kV(40 kV/cm)后,开关开始了雪崩工作模式。当充电电压约为15 kV(75 kV/cm)时,在50 Ω负载上获得了约11 kV的脉冲电压,实验波形与仿真波形一致。对开关抖动进行了测试,其测试结果显示开关充电电压对抖动影响很大,随着开关偏压增加,开关抖动减小,开关获得了最小抖动约700 ps。     

短路-锐化开关组合形成超宽带双极脉冲实验分析

为深入单周期脉冲技术的研究介绍了采用短路-锐化组合开关产生双极脉冲的高功率超宽带双极脉冲产生技术,双极脉冲形成线产生的双极脉冲电压峰-峰理想值等于入射脉冲峰值电压的2倍。在讨论了双开关形成双极脉冲的原理后通过数值模拟分析了影响双极脉冲形成的一些主要因素;介绍了进行研究的实验装置以及双极脉冲形成线的结构;分析了短路开关、锐化开关以及形成线的长度对形成的双极脉冲的影响。得到的比较理想的实验结果为:当输入的单极脉冲的电压值为855.5kV时,双极脉冲负峰电压为841.0kV,正峰电压为585.8kV,公共沿为740ps,双极脉冲峰-峰值电压是入射脉冲峰值电压的1.67倍。     

吸收因子对砷化镓高功率高速光导开关延迟时间的影响

本文用由于禁带变窄引起的吸收边漂移造成的电子吸收来研究了砷化镓高功率高速光导开关的延迟时间,给出了初始开态场、照射激光波长和温度对延迟时间的影响的简单公式.结果表明开关的半导体片对照射激光的吸收因子增大了开关的延迟时间,在计算中应该加以考虑.     

利用超宽带脉冲反演二维导体目标图像

讨论了自由空间中导体柱图像重建的时城实数遗传算法,导体柱的围线用极坐标形式下的形状函数来表示。逆散射问题转换成受限制的优化问题,形状函数的系数就是需要优化的变量,通过尽量减小随时间变化的散射场的测量值与计算值之间的相对误差来不断优化。并通过计算机仿真验证了此方法的优越性。     

纳秒窄脉冲信号的空间功率合成设计

介绍了空间功率合成系统的基本原理。根据电磁波传播理论推导的空间功率合成公式,分析了影响空间功率合 成效率的主要因素。分析纳秒窄脉冲信号特性,提出了影响合成效率的因素,并给出了提高窄脉冲信号进行空间功率合 成效率的计算公式。基于此理论,设计了一套16 路纳秒窄脉冲信号空间功率合成系统,经测试其合成效率为81%,与理 论分析的计算公式结果吻合。     

高压陶瓷电容器持续充放电条件下的寿命研究

为了提高脉冲功率装置的使用寿命,研究了SrTiO3 基高压陶瓷电容器在有10Ω 负载和无负载两种条件下持续充 放电过程中的使用寿命。详细分析了电容器使用寿命随着充电电压的增加而减小的原因,充电电压的增加会导致电容器 充放电过程中陶瓷介质所受的电致应力和温度增加,从而加快了放电通道的发展和漏电流的增加,导致了电容器寿命的 缩短。详细分析了放电回路负载的存在使电容器寿命增加的原因。放电回路负载的存在使得电容器温度增加变慢,从而 减慢了电容器充放电过程中击穿的发展速度。在无负载持续充放电的条件下,要使电容器的充放电寿命增加到105 次, 充电电压需要减小到~70%额定电压;在有10Ω 负载持续充放电的条件下,要使电容器的充放电寿命增加到105 次,充电 电压需要减小到~80%额定电压。     

瞬时超宽谱多脉冲产生技术研究

通过对国内外瞬时多脉冲产生技术的调研,结合超宽谱脉冲的特点,开展了三种瞬时超宽谱多脉冲产生技术研 究。脉冲分割方式由于需要多个开关,而每个开关都存在一定的导通电感和导通电阻,会导致被分割的脉冲前沿变缓, 同时幅度变小;形成线串联方式虽然存在开关电容、隔离电感等的影响,但通过优化获得了较稳定的双脉冲输出;多脉 冲合成方式利用磁性材料的特殊性能来传输和隔离脉冲,但现有的一些磁性材料的响应速度不够,即在ns 脉冲下,磁芯 的工作点来不及变化,并未起到磁隔离的作用。