激光诱导放电打孔实验研究

研究在空气中使用1.06μm YAG激光诱导放电打孔的方法。在不同的放电脉宽下进行激光诱导放电打孔的实验,比较了激光打孔和激光诱导放电打孔两种方法,指出了激光诱导放电打孔的优点。     

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。     

激光诱导放电等离子体羽辉的研究

为了研究激光诱导放电等离子体的膨胀特性，建立了一套基于脉冲CO₂激光诱导锡靶放电等离子体极紫外光源装置，采用增强型电荷耦合器件对羽辉进行拍摄，并采用1维真空电弧模型对实验结果进行了理论说明。实验中改变放电电压和激光能量，得到了不同条件下时间分辨的羽辉图像。结果表明，在激光能量140mJ、放电电压10kV的条件下，获得了稳定的放电等离子体；等离子体的羽辉形态与电流存在对应关系，经历了形成、膨胀、收缩、再次膨胀和消散的不同阶段，放电电压和诱导激光能量对羽辉大小、稳定性和形成时间有影响。此研究有助于提高激光诱导放电等离子体光源的稳定性以及极紫外光的输出功率。     

脉冲YAG激光诱导放电击穿电压研究

为了研究激光诱导放电击穿的机理及在应用中减小击穿电压以降低加工风险,通过测得击穿电压随不同激光脉冲能量、极间距和工具电极（阴极）材料的关系,得出只有当单脉冲激光能量W≥0.15mJ,即激光在工件表面形成汽化的前提下才能有效放电击穿,并且当其它条件不变时,击穿电压U50随激光单脉冲能量的增大而减小。在电极材料为碳钢并保持不变的情况下,随着极间距的增大,U50升高,并随着单脉冲激光能量增大,U50升高的趋势渐缓。在其它条件不变下,改变工具电极材料（紫铜和石墨）,得出相对于石墨,使用紫铜时能有效地减小击穿电压。结果表明,增大激光单脉冲能量、减小极间距和使用逸出功小、低熔点的材料作为阴极时,能有效地减小击穿电压。     

低气压毛细管放电特性研究

利用一台毛细管快放电X射线激光装置．研究了预脉冲作用下氩气和氦气在10～120Pa压强范围内对毛细管放电的击穿特性。实验结果表明只有10～15kV放电电压才能将内径为3mm．长度为90mm的毛细管中10～120Pa的氩气击穿，同时电极表面的形态对击穿电位也有较大影响。对预、主脉冲作用下毛细管放电规律及Z箍缩过程中阻抗变化规律进行了研究，发现不同长度的氩气柱在箍缩过程中的阻抗变化趋势基本相同。不同长度、不同放电电压情况下，毛细管阻抗均达到最小值5n左右．同时电流达到峰值。该结果为在相同放电电压下．对不同长度毛细管放电获得相同的电流峰值提供了可能。     

预放系统20 kJ能源触发放电稳定性

预放系统20 kJ能源是为激光预放大器棒状氙灯提供泵浦脉冲的能源系统,是神光-Ⅲ主机高功率固体激光装置的重要组成部分。预放20 kJ系统能源触发放电的稳定性严重制约预放系统的调试效率和正式的激光打靶效率。针对预放能源系统在与A1/A2/A3光束组预放系统棒状放大器联合调试过程中发现存在提前放电、放电不同步和不放电等问题,开展了预放20 kJ能源系统触发放电的稳定性研究,提出了相应的解决措施并通过试验验证,将20 kJ能源系统触发放电的稳定性大幅提高。     

延时对毛细管放电类氖氩46.9 nm软X光激光的影响

研究了预、主脉冲延时这一敏感参量在低气压下对毛细管放电类氖氩46.9 nm软X光激光的影响。实验表明,采用长度20 cm(钼电极长4 cm),直径3 mm的陶瓷毛细管,当主脉冲电流峰值稳定在20~21 kA,氩气气压为38 Pa时,激光输出对应的预、主脉冲延时范围为2.5μs<τ<12.5μs,获得较大激光输出的延时范围为3.5μs<τ<8.5μs,延时5.8μs时获得了最大的激光输出。随着气压的缓慢增加,出现最大激光输出的延时也逐渐增大。实验也证实了不同的气压有其特定的延时范围,但差别较小。     

激光诱导微弧放电对45#钢的表面强化

使用激光诱导微弧放电的方法对45#钢进行了表面强化.通过实验对比了高压诱导放电(HVGD)和激光诱导放电(LGD)两种表面强化方法.发现激光诱导放电使电极间隙的击穿电压降低了一个数量级,同时放电点和激光焦点重合,实现了对放电点位置的控制.在两种诱导放电过程中放电点的膨胀速度基本相同,但是受到初始放电点大小的影响,激光诱导放电点直径大于高压诱导放电点.在两种诱导放电过程中强化深度都存在最大值,约为180 μm.放电点的强化层山熔凝层和相变硬化层组成,其中熔凝层的硬度最高达到800 HV.     

YAG激光诱导放电复合毛化坑形貌研究

从机理上讨论了激光诱导放电采用阴极性放电可改善放电坑形貌,并从实验上得出放电坑直径在不同放电介质下随放电脉宽的变化关系。当工件表面涂层为聚四氟乙烯时,研究了放电坑由单坑变为多坑形貌的原因是电脉冲后期通道中电子供给不足,电弧由聚集型过渡到扩散型,导致阳极斑点不稳定。     

脉冲放电的空心阴极灯光谱研究

在这篇报告中，我们研究了空心阴极灯脉冲放电条件下，铀、氖发射光谱的特征，并对其进行了定性的解释。另外，采用激光诱导荧光法测定了铀２３５二个能级的寿命。     

新颖的微空心阴极放电及其性质研究

介绍了微空心阴极放电(microhollow cathode discharge,简称MHCD)的特点,根据MHCD的基本结构设计了—种新的放电结构:它由一个电源和一个可变电阻器构成“微空心阴极维持的辉光放电”,MHCD作为放电的阴极,金属针作为放电的阳极。利用该放电结构进行了空气的放电实验,产生了高气压大体积高电流密度的辉光放电等离子体,用于工业上的多种等离子体加工中;如果用稀有气体放电则能够用来作为微型准分子激光器的增益介质。在200Torr气压下,获得了稳定的空气直流放电,等离子体中电子密度估计在1011到1012cm-3之间,测得放电电流范围;8mA-30mA。测得放电V-I特性曲线,它有典型的微空心阴极维持的辉光放电的特点.估计的气体放电温度为2000K左右。     

基于放电脉冲波形匹配的局部放电类型识别

针对局部放电类型识别中不易全面提取特征等问题,提出将采集到的局部放电脉冲信息与经典的局部放电类型信息直接进行波形相识度匹配的方法,该方法只需通过表征波形相似性的互近似熵值便可识别出局部放电类型。首先讨论不同局部放电类脉冲所具有的不同分布特点和样式,归纳分析五种典型局部放电的脉冲波形。具体研究基于互近似熵进行局部放电信号识别的原理方法、识别系统和实现流程。实验结果证实了基于互近似熵的局部放电识别方法的准确性和高效性。     

介质阻挡激发冷等离子体的放电特性研究

介质阻挡放电是目前常压下最稳定、安全且成本最低的产生冷等离子体的方式。为了研究其放电特性,在分析了其等效模型的基础上,搭建了一台高频高压电源,采用同轴圆筒电极结构,实验研究了在不同电极长度以及不同输入电压情况下的输出电流、电压和放电剧烈程度等特性。实验结果表明：电极长度相同时,输入电压越大,输出电流越大,放电越剧烈;输入电压相同时,电极长度越长,放电剧烈程度几乎保持不变,输出电流越大。实验结果符合其等效模型分析。     

微小间隙静电放电中两种放电模式的影响研究

设计实验讨论了被普遍认为是空气放电的带电体与受电体有相对运动速度的静电放电的参数变化性质。由于电极最终要碰触到放电靶上,所以,同时考虑接触放电模式的影响。在不同放电间隙情况下用静电放电发生器进行了实验,证实真实静电放电过程中存在两种放电模式。实验测量了在不同放电间隙状态下用静电放电发生器向靶运动放电的参数,分析了空气放电和接触放电对整个放电过程的作用影响。结果表明:有电极移动速度的静电放电应认为是接触放电与空气放电共同作用的综合放电过程。     

Capacitor discharge logarithmic amplifier

A logarithmic amplifier using the exponential rate of discharge of an RC circuit is proposed; it is less temperature-sensitive than the diode logarithmic amplifier, has more voltage output per decade, but has a lower frequency and dynamic range.     

Mechanism of lightning discharge

A simple model describing lightning on the basis of the conventional equations of charged-gas hydrodynamics is proposed. In the 1D case, a general self-similar solution to the nonlinear equation is obtained. It is demonstrated that the uniform electric field and charge density distributions in a cloud are unstable. A virtually periodic structure of the field and charge densities is formed owing to their spatial redistribution. The theoretical results are in good agreement with the available data.     

人体静电放电参数对带电电压的依赖关系研究

在带电电压为200～3000V的范围内测量了带电人体放电电流和上升时间,计算了其他放电参数;研究了放电参数与电压和电板速度的相关性.将RampeWeizel定理用于空气中带电人体的小间隙静电放电模型.观察发现在电压为800V时放电参数在电极运动速度影响下出现临界值.当电压高于1000V,或低于600V时,电极移动速度对放电参数的影响出现降低的趋势.     

微空心阴极放电作大体积辉光放电电子源的模拟研究

基于MATLAB与VC 混合语言，采用Monte Carlo模拟对高气压下亚毫米级微空心阴极放电(MHCD)在第三电极牵引下电子的运动过程进行了研究，计算出不同电压、不同的尺寸结构下，电子的空间分布和被牵引出MHCD的电子能量分布。从理论上分析了MHCD结构要求，以及电压等参量对出射电子的能量分布影响。     

三色氦镉激光器阴极放电孔径与瞬间跳火的关系

笛形空心阴极三色氦镉激光器在彩色图像处理、假彩色、光谱仪器的波长标定等方面,具有广泛的应用前景.但由于激光器工作时存在瞬间跳火问题,使其不能获得长期稳定的功率输出.本文对三色氦镉激光器产生瞬间跳火的原因进行了分析,讨论了两种不同阴极放电孔对放电的影响,从而获得解决这一问题的方法,并在实验中得到验证.1.在一般空心阴极灯放电条件下,当充入的气体为氦,阴极孔直径为4～10mm时,能产生空心阴极放电效应的气压范围为15～25Torr,但在实际制成的笛形空心阴极三色氦镉激光管中,在气压