纳秒激光耦合金属靶辐射电磁脉冲的实验研究

为了研究电磁脉冲(EMP)强度和分布与激光参量、靶体材料、结构等之间的关系,采用靶室内部的超小B-dot天线对强激光打靶过程中产生的电磁脉冲进行了测量,分析了不同辐射方位的脉冲强度,同时探讨了靶体支撑杆为绝缘体和导体两种情况下的电磁辐射行为。结果表明,不同方向和不同靶杆测得的电磁脉冲明显不同,如在法线方向的电磁辐射达到20V,导电靶杆最大达到22V的辐射,说明强激光打靶诱导的EMP具有很强的极化方向,并且在导体靶杆情况下,能够产生更强的电磁辐射。该研究有助于揭示激光打靶产生的EMP在靶室内部的传输极化特性以及其强度与靶杆导电性的关系。     

用于强激光靶耦合诊断的脉冲天线

惯性约束聚变(ICF)背景下的激光靶耦合过程产生大量电磁脉冲,对诊断设备的正常运行和测试数据的采集产生不良影响,严重时甚至损害诊断装置。介绍了强激光与金属靶相互作用过程中受激辐射产生等离子体的数学模型,模拟了盘锥脉冲天线的物理模型、三维增益等各项指标,并对打靶过程进行测量,得出电磁辐射电场值,并推导出其频域分布。实验结果显示,影响电磁辐射强度的因素有激光能量、激光打靶方式和入射方向等。对于平面靶,相同靶型和靶材质情况下,不同功率激光与平面靶相互作用发出的电磁脉冲具有相似的频谱和相同的特征频率。诊断结果为激光打靶产生电磁脉冲物理机制研究提供重要实验依据。     

神光-Ⅲ原型高功率激光装置电磁脉冲辐射

实验测量了神光-III原型装置上脉冲强激光与金属靶相互作用产生的电脉冲辐射,电脉冲峰值梯度为3 kV/m,频谱范围大约在50 MHz?2 GHz,在160 MHz等处有明显的特征峰,信号持续时间大约60 ns。本文研究表明电偶极辐射是打靶过程产生电磁脉冲信号的来源之一,由理论模型计算得到频率为160 MHz的特征峰,并计算出探测点电场脉冲峰值梯度约为2 kV/m,辐射总功率约105 W,能量转换率约10-6,辐射功率近似正比于激光能量的4/3次方,可见激光能量越大,功率密度越高,电脉冲的辐射强度越大。大型激光装置上的激光与靶作用产生的电磁脉冲测量,对大型激光装置产生的电磁辐射的防护有重要指导作用,在等离子体诊断等领域也有潜在应用价值。     

强电磁脉冲的孔缝耦合特性及计算机设备的防护

本文对强电磁脉冲的孔缝耦合特性进行了研究,给出了计算机系统对强电磁脉冲的防护技术和措施,提出了模块化封装的综合防护途径。     

强电磁脉冲对相控阵雷达损伤的仿真计算研究

针对雷电电磁脉冲、核电磁脉冲和高功率微波武器电磁脉冲等强电磁脉冲容易对雷达造成损伤的问题，根据脉冲防护要求所建议的雷电脉冲、核电脉冲以及非核电脉冲的参数，仿真水平距离上各种电磁脉冲产生的电磁场强分布和功率谱密度分布，分析天线对各种电磁脉冲的耦合特性，计算屏蔽设备对电磁脉冲的屏蔽效能，综合评估易损伤模块针对各种脉冲的响应特性和损伤效应，对雷达电磁脉冲防护设计有一定的指导意义。     

核电磁脉冲滤波器屏蔽效能测试研究

本文为了验证核电磁脉冲滤波器对电源线传导干扰的防护性能和滤波器壳体屏蔽效能,根据GJB8848-2016和GJB5792-2006标准,采用屏蔽体屏蔽效能测试法,从测试原理、环境布置、过程和结果分析等方面对实验室研制的220 V/16 A核电磁脉冲滤波器样机进行了验证。结果表明,样机的屏蔽效能均达到C级及以上,满足防护要求。可见其测试方法操作性强,试验所用滤波器具有良好的防护能力和屏蔽效果,对核电磁脉冲的防护显著的效果。     

后勤保障装备的电磁脉冲防护

电磁脉冲武器产生的电磁脉冲,具有独特的传播机制和穿透能力,可利用电子系统固有的电磁特性弱点,在瞬间摧毁、瘫痪大量的电子装备和电子系统。本文介绍了电磁脉冲的产生机制及原理,分析了电磁脉冲特点及对电子系统影响途径,针对电磁脉冲对后勤装备构成的威胁,研究了后勤作业装备、后勤通信方舱以及后勤有线无线通信装备的电磁脉冲防护方法,并提出了加强后勤装备电磁脉冲防护研究建议。     

舰船电子信息装备强电磁脉冲防护技术发展

外军高功率微波武器的发展,对舰船电子信息装备安全造成的威胁现实而迫切.研究分析了舰船电子信息装备强电磁脉冲防护需求、国内外强电磁脉冲防护研究现状,提出了舰船强电磁脉冲防护技术的研究重点与发展建议.     

舰船平台强电磁脉冲威胁与防护要求

强电磁脉冲对舰船平台的敏感电子信息系统、人员、武备、燃油等都会构成威胁,而且随着电子技术的发展,这种威胁产生的后果会越来越严重。文中分析了强电磁脉冲的种类和威胁程度,初步提出了强电磁脉冲对舰船平台的危害机理和相应的防护研究要求。     

基于空间耦合注入的EMP防护器件评估

针对电磁脉冲防护器件的防护效果测试方法,国内外现有测试标准中均是通过传导注入(直接注入或耦合注入)标准试验波形的方式,对防护器件性能进行评估测试.文章对比介绍了现有的测试方法及注入的脉冲波形参数,并从防护器件的实际应用场景出发,提出了一种利用实验室EMP(强电磁脉冲)辐照试验系统评估防护器件的防护效果的新方法.通过高空核电磁脉冲(HEMP)试验模拟装置在实验室内获得要求的均匀场分布,使用射频天线模拟系统前端耦合路径,产生GJB 151 B-2013要求的瞬态脉冲电流,通过对比耦合路径中串入防护器件前后的电压值评估其防护性能.该方法注入的脉冲波形具有较高的逼真度,可为武器装备的电磁脉冲防护设计提供有效的参考,避免出现"过设计"或"欠设计".两型防护样机的测试验证表明:空间耦合注入法得到的测试结果一致性较好,具有可行性.     

Stable 80-GHz short pulse generation using the cascaded polarization-maintaining fiber loop mirrors

In this work, an optical short pulse generator is designed consisting of a pulse compressor and cascaded notch filter type repetition rate doublers. The performance characteristics such as pulsewidth and peak power as a function of design parameters are studied. The pulse compressor is optimized based on the simulation results. The 6-ps-wide pulses at 20-GHz repetition rate directly generated from mode-locked fiber laser are compressed to 1.25-ps-wide pulses. Using a set of polarization-maintaining fiber loop mirrors, the repetition rate is quadrupled and stable 1.45-ps-wide pulses at 80 GHz are achieved.     

More than 100-wavelength-channel picosecond optical pulse generation from single laser source using supercontinuum in optical fibres

A novel method for generating multiwavelength-channel picosecond optical pulses from a single laser source is proposed using supercontinuum in optical fibres combined with an all-fibre birefringent periodic filter. More than 100-wavelength-channel, 10 ps optical pulses are generated simultaneously over a 1.224-1.394 mu m spectral range with a 1.9 nm spacing using a 7.6 ps Nd:YLF laser pulse source.<>     

泡沫对激光传输能量衰减的研究

为了定量研究泡沫对激光传输的影响,基于电波吸收、反射和散射特性对泡沫衰减遮蔽机理进行了分析.根据泡沫状态的不同,将泡沫分为离散泡沫和粘连泡沫,运用朗勃-比尔定律定量计算了离散泡沫的激光透过率及能量衰减值,运用几何光学和电磁波传播理论定量计算了粘连泡沫的激光透过率及能量衰减值,并利用MATLAB中仿真工具进行了数值仿真.结果表明,泡沫对激光衰减作用明显,且随着泡沫厚度的增加,激光透过率逐渐减小,与测得的实验值基本一致,进一步验证了模型的合理性.     

脉冲主动锁模和主被动锁模激光器

本文报导了脉冲式主动、主被动锁模磷酸盐玻璃振荡器的特性.主动锁模的脉冲宽度为200微微秒左右,输出性能比较稳定.对于输出脉宽为7微微秒左右的主被动锁模,出现卫星脉冲的几率与调制器的调制系数有关.使用不同的腔内标准具能产生30微微秒和70微微秒的脉冲,没有观察到卫星脉冲.主被动锁模的性能比被动锁模有所提高.     

Linear and nonlinear filters suppressing UWB pulses

In order to protect electronic systems against natural or man-made electromagnetic interferences with high energies and amplitudes nonlinear protection elements like spark gaps, varistors or Z-diodes are state-of-the-art countermeasures. Most of these protection circuits are designed for well studied transient interferences like lightning electromagnetic pulse, nuclear electromagnetic pulse or electrostatic discharge pulses. It is of special interest to investigate the response of common nonlinear protection elements at ultrawideband (UWB) pulses with significant amplitudes, rise times in the picosecond range and pulse durations of a few nanoseconds. It is discussed whether traditional protection concepts provide a sufficient protection against such extremely fast pulses. Furthermore the possibility of linear filtering is presented with focus on the protection of high frequency datalines.     

一种基于STM32的可编程激光能量衰减器

为了实现激光能量的衰减,采用3组衰减盘级联的方法,实现了激光能量的宽范围衰减。衰减系统由STM32定时器产生的脉冲驱动步进电机,并用霍尔传感器位置定位实现对衰减盘的精确旋转。分析了设计方案中光机部件、电机驱动、旋转控制等机构。结果表明,衰减范围为0%~97.51%,验证了系统的可靠性和重复性。这一结果对高功率激光器衰减的研究有一定的帮助。     

电磁脉冲在地表大气中的传播

利用传递函数的方法研究电磁脉冲在大气中的传播规律，通过数值计算比较了矩形脉冲在实际地表大气和真空中衰减的差别，对矩形脉冲和正弦波，不同上升、下降沿梯形脉冲的大气衰减特性也做了比较。数值结果表明，大气吸收衰减使脉冲传播的距离降低，由于大气对不同频率电磁波的吸收不一致，矩形脉冲、正弦波在大气中的衰减随距离交迭变化，具有不同频谱分布的脉冲在大气中传播也有差异。     

A high-speed sample-and-hold circuit based on CMOS transmission lines

We introduce the design of a high-speed sample-and-hold circuit (SHC) based on spatial sampling with CMOS transmission lines (TLs). Signal propagation analysis shows that periodically loaded CMOS TLs exhibit filter properties, which cause attenuation and deformation of signal pulses. Nevertheless, the dispersion effects on clock pulse propagation are minimal since clock lines are short, much shorter than the meandered input-signal line. Design considerations on clock pulse generator, sampling switches, and charge amplifiers are presented. Compared with other CMOS approaches, the proposed SHC generates clock pulses on chip and avoids clock jitter difficulties. The SHC is implemented in a 0.13 μm digital CMOS process with standard on-chip coplanar waveguides (CPW) as signal and clock pulse propagation TLs, silicon N-type field effect transistors (NFET) as sampling switches, and high-frequency charge amplifiers for charge amplification. Clock pulse signals of ~50 ps width with ~17 ps fall edge are generated on-chip. Simulation analysis with Cadence Spectre shows that a sampling rate of 20 Giga-sample/s with a 25 dB spurious free dynamic range (SFDR) can be achieved. With shorter clock pulses, both sampling rate and SFDR can be improved in future design.