激光触发真空开关特性

为了用一个无电感性磁芯的线性电感加速器获得大电流离子束，我们正在研制一种双向脉冲发生系统。线性电感加速器通常安装在一个加速空中，利用一个普通的充气式间隙开关所得的试验结果表明：为了得到一个理想的双向脉冲，有必要减小开关的电感，激光触发的多电弧的真空开关是一种电感较小的间隙开关，我们在这里主要研究了它的电特性以及间隙间产生的等离子体的特征，开关的电极由铜或铝制成，一束激光（Nd:YAG)的基谐波（1064nm)和三次谐波（355nm)通过透镜照射到电极的表面。激光的最大输出能量为650mJ，脉冲宽度为4－7ns，试验结果表明：激光触发的多电弧的真空开关作为一个双向脉冲发生器的主开关是完全可以的。     

激光触发GaAs光电导开关非线性现象的实验研究

实验研究了光电导开关的非线性现象,结果表明用半导体激光脉冲串触发光电导开关,在保持激光触发GaAs光电导开关实验条件不变的情况下,产生非线性的电阚值会不断降低.测量和比较试验前后光电导开关暗电阻,初步表明产生非线性的电阈值降低,是光电导开关因光照和产生非线性引起内部材料物理机制发生变化所致.     

三电极触发管的测试及应用举例

随着激光的发展,尤其是第二、第三代激光卫星测距的出现,对高压快速脉冲要求愈来愈高。不但上升前沿要快,抖动亦要小。为了得到这类脉冲,首先要解决快速开关元件。由于国内尚无KN_(22)之类器件,本试验对三电极触发管进行了测试,力图将此管用于要求更高的场合,以满足某些试验的要求。触发管的简单原理触发管G是一种冷阴极三极可控开关管,其结构如图1。a是主电极(阳极),b为中心     

触发管设计中对脉冲波前的试验研究

概论触发管是脉冲开关的一种,它可以用作各种控制电路上的“电”开关。早在1937年及第二次世界大战时,国外已经将它使用在雷达站的调制回路上;继后广泛地使用在脉冲形成装置中的变换高电压或大电流的变换装置上;使用在脉冲示波器脉冲测试回路中;使用在高电压测量技术上;使用在快速脉冲形成技术上;使用在脉冲光源中;以及近年来使用在尖端科学试验的控制技术上。触发开关的型式也是多种多样的,如多电极触发开关;三电极触发开关;两电极触发开     

用于线圈发射器的三电极间隙开关系统

电磁线圈发射器工作需要能承受很高工作电压和很大工作电流的闭合开关,这些开关目前主要有半导体开关和间隙类开关。其中间隙类开关具有电感低、耐压高、寿命长、可靠性高等特点而被广泛使用。在理论分析的基础上设计了一套用于线圈发射器的三电极间隙开关系统,它包括光控部分、触发系统、开关器件3部分。光控信号控制触发系统产生陡化的脉冲高电压,脉冲高压接入三电极的触发极控制主电极导通。控制信号与触发部分采用光纤连接,隔离了高压对低压的干扰。控制电路用金属罩屏蔽,能够有效地在复杂电磁环境下运行。试验检验得到开关性能：延迟时间为1．2μs,抖动时间约300ns。开关系统满足了电磁线圈发射的需要。     

超高速硅开关

能够产生微微秒光脉冲的锁模振荡器进展很快,现在已经得到了稳定性和重复性很好的微微秒脉冲(功率稳定度±3％)。随着微微秒激光器的发展,现在正在研制能产生与这种光脉冲同步的各种超高速电脉冲开关元件。以前常用激光触发火花隙做开关元件。最近则研制并应用了触发管、雪崩晶体管和介质开关等。激光触发火花隙和触发管     

半绝缘GaAs光电导开关的光控预击穿特性

用波长1064nm,触发光能为0.5mJ的激光脉冲触发电极间隙为4mm的半绝缘（SI）GaAs光电导开关,当偏置电压达到4kV时,开关并未引发自持放电,而是进入非线性（lock-on）工作模式,即开关处于光控预击穿状态。分析认为：通过激子的产生和离解激子效应贡献了光电导;碰撞电离、雪崩倍增、激子效应补充了因外界光源撤出后所需的载流子浓度和能量。在上述因素的相互作用下,SI-GaAs 光电导开关并没有引发自持放电而是处于光控预击穿状态,丝状电流特性影响着开关的损伤程度。     

脉冲锁模单脉冲选出同步电路

用国产雪崩管串驱动四电极触发管的高压开关从简易脉冲双锁模激光器中选出了稳定的亚毫微秒激光脉冲． 本文介绍了高压开关及同步电路的制作及实验情况。     

300 kV激光触发多级真空开关结构设计

激光触发真空开关具有优异的工作性能，在脉冲功率系统具有很好的应用前景。本文以300 kV为设计指标，对激光触发多级真空开关进行结构设计与优化。首先进行激光触发间隙的结构设计，靶材由KCl和Ti混合制成，采用铜铬合金纵磁电极；其次进行自击穿间隙的结构设计，自击穿间隙采用平板不锈钢电极，结合不同圆角半径下的电场仿真结果，确定电极外侧圆角半径为5 mm,内侧圆角半径为3.5 mm;通过对绝缘支柱闪络机理的分析，使用带伞裙的圆柱形尼龙绝缘支柱并采用电极嵌入绝缘支柱降低三交界面电场；最后根据开关的欠压比、过压倍数和稳定性，确定自击穿间隙采用三个3.7 mm长的真空短间隙，各间隙承担电压为180、40、40、40 kV。     

球冲锁模单脉冲选出同步电路

用国产雷崩管中驱动四电极触发管的高压开关从简易脉冲双镇模激光器中选出了稳定的亚毫微秒激光脉冲。 本文介绍了高压开关及同步电路的制作及实验情况。     

激光控制的千兆赫直流和射频信号开关——激光的新应用

研究成了一种用‘快’激光控制硅微带器件对直流或射频信号进行高达千兆赫的高速光电调制和开关的新技术。这种技术的原理是众所周知的，那就是用光敏硫化镉或硅器件作‘慢’，电路的开关触发元件。开关动作借助激光激励的高电导的固态等离子体完成。用亳微秒和微微秒激光脉冲可以产生与信号周期一样短的直流脉冲和微波脉冲。它说明在将来的脉冲整形和取样技术中激光应用的实际意义。     

用1064nm激光脉冲触发半绝缘GaAs光电导开关的奇特光电导现象

报道了用1064nm激光脉冲触发半绝缘GaAs光电导开关的一种奇特光电导现象.GaAs光电导开关的电极间隙为4mm,当偏置电场分别为2.0和6.0kV/cm时,用脉冲能量为0.8mJ,宽度为5ns的激光触发开关,观察到开关输出的线性和非线性工作模式.当偏置电场增至9.5kV/cm,触发光脉冲能量在0.5～1.0mJ范围时,观察到奇特的光电导现象,开关先输出一个线性电脉冲,经过大约20～250ns时间延迟后,触发光脉冲消失,开关又输出一个非线性电脉冲.这一奇特光电导现象的物理机制与半绝缘GaAs中的反位缺陷和吸收机制有关.分析计算了线性与非线性电脉冲之间的延迟时间,结果与实验观察基本吻合.     

调Q激光自触发斩波产生纳秒脉宽单脉冲激光

为利用现有装备简单获得纳秒脉宽、峰值较高的单脉冲激光,满足军事应用和高温等离子体干涉研究的时间分辨要求,采用专利技术优化了调Q脉冲激光自斩波KDP泡克耳斯盒电光开关的触发狭隙,解决了19 kV全波电压下静态绝缘阻断和调Q激光脉冲前沿低阈值击穿双重可靠以及全系统动作同步,确保了触发的快捷和峰值附近斩波,实现了从传统红宝石激光器脉宽30 ns,能量80 mJ的调Q激光脉冲中斩出1.7 ns,4 mJ的单脉冲激光。实验和分析表明,预处理崎化了开关电极间的场分布,强化了激光触发作用,保证了斩出脉冲的窄脉宽和高峰值。     

等离子体电极普克尔盒的并联驱动

高功率大型惯性约束聚变(ICF)激光驱动器大多采用等离子体电极普克尔盒(PEPC)抑制多程放大器的自激振荡和隔离反激光。采用并联驱动技术有利于实现等离子体电极普克尔盒电光开关小型化和降低成本，并可提高激光系统可靠性和稳定性。等离子体电极普克尔盒的并联驱动包括等离子体电极的并联驱动和普克尔盒充电的并联驱动。分析了等离子体电极电光开关并联驱动的途径和问题，通过采用电阻隔离和二极管退耦措施实现了预电离并联驱动，进而实现了等离子体电极的同步驱动；通过调节开关脉冲发生器输出波形及传输电缆长度，可实现普克尔盒充电的并联驱动，并给出了实验结果。     

火花控制腔倒空

腔内激光激发等离子体应用于倒空激光。计算机模拟表明,获得几个毫微秒的强脉冲是可能的。可饱和染料Q开关红宝石激光器用内腔激光触发大气压力的空气火花同时倒空,可产生100兆瓦6毫微秒的脉冲。     

用于横向放电气体激光器的多通道开关

研制了用于横向放电气体激光器的多通道开关,研究了触发电压特性、触发电极结构对通道开关特性的影响,得到了每米29个通道的结果.     

基于单片机的固体激光器脉冲触发器的研制

针对激光瞬态散斑测量中所应用到的单脉冲、双脉冲激光光源,研制了基于AT89C51单片机的激光瞬态测量用光源的脉冲发生器。该发生器采用了内等待和外触发两种方式,针对所用Q开关及其驱动电路的特性,设计了延迟环节,使能产生由于内部延时等待,外部信号触发两种方式所产生的微秒级直至秒级的脉冲。     

气体放电激光器中高电压脉冲的产生与测量

本文首先讨论高能气体放电泵浦脉冲激光器中用来产生高电压脉冲的回路,较详细的介绍了三电极触发放电间隙的特性及其影响因素,包括主电极电压、触发脉冲极性、电极材料、充气压力的影响以及激光触发特性。然后介绍了适于测量高电压快速脉冲的三种分压器,即精密电容分压器、管状硫酸铜溶液电阻分压器和高阻抗测量探极。分别给出了它们的原理、特点及所达到的特性指标。     

红外猝灭非线性砷化镓光电导开关产生太赫兹的实验研究

在实验上对光激发电荷畴进行有效的猝灭,是利用具有雪崩倍增效应的非线性砷化镓光电导开关作为太赫兹辐射源的关键问题之一。提出了基于双光束红外激光来猝灭砷化镓光电导开关的非线性模式的初步实验方法,两束激光时延为100 ps,其中第二束为猝灭光。实验中,12 mm间隙的砷化镓光电导开关偏置电压可达到32 kV,输出电流为900 A。同时,14 mm间隙开关在20 kV偏置、毫焦光能触发条件下,可连续工作230次,输出波形具有较好的重复性。结果表明,双光束红外激光能够猝灭非线性模式,重复工作性能稳定,对高重复频率触发下光电导方法产生高功率太赫兹辐射的研究奠定了前期实验基础。     

基于半导体激光器的脉冲整形技术

论述一种新的激光脉冲整形方法-利用任意形状的整形电脉冲直接驱动半导体激光器,产生与电脉冲形状一致的激光脉冲, 作为高功率激光装置的种子光源。使用GaAs 场效应管作为开关器件,使用超宽带脉冲触发场效应管产生整形电脉冲,引入阻抗渐变微带技术克服了触发脉冲损耗对级联场效应管数量限制,将整形电脉冲脉冲宽度扩展到10 ns。以整形电脉冲直接驱动半导体激光器,可产生脉宽为10 ns,时域调节精度为330 ps 的任意整形激光脉冲。