一种紧凑型高功率脉冲调制器

 研制了一种基于水介质单同轴脉冲形成线型的高功率脉冲调制器,该调制器由初级储能电容器、脉冲变压器、水介质同轴脉冲形成线、氢气主开关和场发射真空二极管等组成。用Pspice电路软件对脉冲形成线的充电电压和二极管电压、电流进行了模拟,并用有限元软件分析了脉冲形成线的电场分布。当初级储能电容器组充电电压为35 kV, 氢气主开关导通电压高达520 kV时,在调制器场发射二极管输出电压约230 kV, 束流30 kA,脉宽约60 ns的高电压脉冲。此外,对主开关充不同类型的气体进行了实验研究,结果表明:氢气主开关的脉冲调制器能够在二极管上获得前沿更陡的高电压脉冲,并能有效地改善二极管电子束的性能。理论分析与实验结果基本一致。此种类型的调制器具有运行稳定、体积小、结构紧凑的特点。     

双爆磁压缩发生器驱动单调制器产生双脉冲实验研究

 爆磁压缩发生器常用来驱动脉冲调制器，在二极管上产生高功率短脉冲。进行了两个100 kA动态级联型爆磁压缩发生器延时驱动一台由脉冲变压器和脉冲形成线构成的脉冲调制器的实验。两个爆磁压缩发生器由延时起爆器延时20 ms起爆并用熔断丝进行相互电隔离，在负载二极管上产生了间隔约20 ms、功率大于20 GW的两个脉冲。实验表明：用更多的爆磁压缩发生器驱动单台脉冲功率调制器产生多脉冲的方案是可行的，该方法可用于大功率重频加速器中脉冲功率器件的电恢复性能测试。     

双脉冲高功率脉冲调制器的设计

采用螺旋线和折叠线技术相结合的方法,设计了一种基于水介质高功率脉冲调制器。该调制器采用了两个开关,通过控制两个开关的导通时刻,可以在两个负载上得到脉冲长度相等的两个脉冲。对该种折叠型传输线的波过程进行了详细分析,给出了过渡段部分阻抗等参数对负载电压的影响;用Pspice电路软件对脉冲形成线的充电电压和二极管电压、电流进行了模拟;最后利用高压同轴电缆,对该种类型调制器进行了低压情况下的验证实验,实验结果与理论分析、模拟研究一致。此种类型的调制器具有结构紧凑、可同时输出两个脉冲的优点。     

“闪光二号”加速器HPIB的产生及应用初步结果

主要给出了“闪光二号”加速器高功率离子束(HPIB)产生及应用研究的初步结果.介绍了强箍缩反射离子束二极管的结构及工作原理，给出了考虑阴阳极产生的等离子体运动对二极管间隙影响的饱和顺位流修正公式.实验得到的离子束峰值能量约500keV，峰值电流约160kA.介绍了利用高功率离子束(质子束)轰击¹⁹F靶产生6—7MeV准单能脉冲γ射线的初步实验结果，给出了利用高功率脉冲离子束模拟1keV黑体辐射x射线对材料的热-力学效应初步研究结果. 关键词： 高功率离子束 箍缩二极管 准单能脉冲γ射线 热-力学效应     

1KHz,30KV磁脉冲调制器

本文介绍一台小型磁脉冲调制器的实验。实验已得到30kV以上,上升时间15ns,半高宽50ns的较好输出波形。该系统以猝发脉冲方式工作。脉冲串重复率为1Hz,脉冲重复率大于1kHz,串内脉冲数为10。实验的初步成功标志着建造高功率磁脉冲调制器完全可能。     

高功率脉冲离子束的产生

分析了高功率二极管中的双向流以及提高离子流产生效率的反射三极管、磁绝缘二极管和箍缩二极管工作原理,概述了高功率脉冲离子束研究进展及发展方向。     

高功率脉冲离子束的产生

 分析了高功率二极管中的双向流以及提高离子流产生效率的反射三极管、磁绝缘二极管和箍缩二极管工作原理,概述了高功率脉冲离子束研究进展及发展方向。     

MHz重复频率脉冲功率技术

采用串联单传输线、并联Blumlein脉冲形成线和高重复频率固体开关等技术路线开展了MHz重复频率脉冲功率技术研究。利用串联单传输线获得了幅度约200 kV,时间间隔约500 ns的双脉冲。利用并联使用的Blumlein系统和特殊设计的汇流/隔离网络获得了幅度约275 kV,时间间隔约500 ns的三脉冲。利用并联MOSFET和感应叠加原理研制了6 kV/2.5 MHz固体调制器。结果表明:3种方式均可以猝发MHz的方式输出高品质的高压脉冲串,可根据实际的需求选择合适技术路线。     

利用集成光学技术的新型时间脉冲整形系统

通过对时间脉冲整形技术的探索，发展了一套准备应用于未来高功率激光装置的激光脉冲整形系统。在这套整形系统中，使用了通光波长1．053μm的质子交换型波导调制器。通过这套利用集成光学调制技术的整形系统，得到了脉冲起伏小于10％的整形方波光脉冲。     

小型化长脉冲二极管设计与实验

在长脉冲高功率微波源研究中关键的部件是二极管，由于阴极爆炸发射产生的阴极等离子体的热扩散，为防止二极管短路，长脉冲二极管通常比一般二极管阴阳极间距大，尺寸也相应较大。原有的长脉冲加速器使用的二极管如图1所示，这也是美国BANSHEE加速器采用的二极管结构。使用的二极管是为满足L波段高功率微波器件的需要，产生电子束电压500kV，电流3kA，脉宽1．5μs，束截面内外径为φ5．7，φ7．3cm。现在为了满足开展S波段相对论速调管研究需要，设计了新的小型化二极管，产生电子束环内外直径约φ4.3，φ3．7cm。     

LC-SLM像素型结构对4f脉冲整形系统的影响

液晶空间光调制器的离散型相位调制和像素间隙是4f脉冲整形系统的主要失真原因,基于以上因素的分析,建立了完善的4f脉冲整形系统数学模型,数值模拟了不同相位调制变化率、不同像元尺寸、不同间隙尺寸以及不同色散关系下的离散型相位调制和像素间隙导致的失真情况。模拟结果表明:离散型相位调制会导致整形脉冲中出现副本脉冲,相位调制变化率越大或像元尺寸越大均会导致这种副本脉冲越强,输出目标脉冲失真越严重;像素间隙也会导致整形脉冲中出现副本脉冲,间隙尺寸越大会导致这种副本脉冲越强,输出目标脉冲失真越严重;两种副本脉冲均呈等间隔分布,其周期由每个像元对应的频谱宽度决定,非线性光谱色散会使副本脉冲啁啾化且强度变小。     

基于MOSFET的纳秒级全固态脉冲源设计

采用MOSFET半导体固态开关作为主放电开关取代气体开关、高压二极管替代充电电阻的技术方法,设计了一种基于功率MOSFET固态开关的纳秒级全固态脉冲源。设计的脉冲源主开关级数共5级,每级主开关分别由5只功率MOSFET半导体固态开关器件串联组成,开关通断控制采用脉冲隔离变压器同步驱动方式。在重复频率1 Hz~1 kHz、充电电压4 kV、负载阻抗为1 k条件下,可实现输出幅度大于20 kV、前沿小于10 ns且脉宽大于100 ns的高压快脉冲。通过实验结果验证了所采用的设计原理及方法的可行性,并给出了单次和重复频率（1 kHz）触发信号作用下全固态脉冲源输出的实验结果。     

Programmable shaping of a subterawatt, femtosecond laser pulse by modulating the spectral phase of the preamplified pulse

Shaping the temporal profile of subterawatt optical pulses with a femtosecond duration is demonstrated with the help of a programmable pulse shaper, which is based on a liquid–crystal spatial light modulator. For safe operation, we place the pulse shaper between regenerative and multipass amplifiers. We generate double pulses, whose respective component pulses have 0.27-TW peak power and 74-fs duration. The possibility of variously-shaped multiterawatt pulses is also discussed.     

陡化前沿Marx发生器的阻抗特性

 利用50 kV无感电容器与固体电阻制作了10级陡化前沿Marx发生器,实现了电容储能型脉冲功率调制系统的小型化。使用不同阻值的水电阻负载研究了发生器的阻抗特性,并进一步制作了金属膜电阻负载进行实验,测定90 Ω负载可以使发生器处于临界阻尼放电状态,从而确定发生器的内部阻抗约为45 Ω。当充电电压为40 kV时,在金属膜电阻负载上得到了幅值约为210 kV,脉宽约为40 ns,前沿约为5 ns的快前沿高压脉冲。利用此发生器成功地驱动了强流二极管,当二极管阴阳极间距为15 mm时,在30 kV充电情况下,其输出电压约为154 kV,束流约为1 kA。     

LD调制有理数谐波锁模光纤激光器

本文将F-PLD与环形光纤激光器结合起来,以LD作为调制器,得到高稳定单波长超短光脉冲序列.与工作在增益开关状态的LD相比,平均输出功率提高到2mW,脉冲宽度压窄到47ps.并利用有理数谐波锁模技术,得到重复频率5GHz(5阶有理数谐波锁模)的锁模脉冲,脉冲宽度略有展宽为49ps.     

450kV高功率速调管调制器系统

研制了一套用于新型速调管测试的450 kV高功率调制器系统。根据系统指标分别设计了脉冲变压器、脉冲形成网络以及充电电路等主要部件。同时,针对高功率脉冲开关的要求,对闸流管相关性能进行了比较研究,并对其触发、保护电路作了优化设计。并利用可编程控制器与触摸屏组合方式实现了调制器和速调管的控制与连锁保护。利用电力电子仿真软件Saber对调制器主电路进行了建模与仿真,脉冲电压波形仿真结果与在水负载上进行的满功率试验结果一致:脉冲宽度2.5μs,脉冲前沿1.1μs,脉冲后沿1.7μs。调制器输出脉冲电压450 kV,脉冲电流600 A,满足速调管测试需要。     

Effect of Air Gap on Dual-Tripler Broadband Third-Harmonic Generation

We experimentally study the effect of the air gap on conversion efficiency and the spectrum of generated third-harmonic pulses in the dual-tripler broadband third-harmonic generation scheme. The experimental results are in good agreement with predictions that the 4-cm air gap is equivalent to a full cycle of phase mismatch among the three interacting pulses （i.e. the fundamental, second-harmonic and third-harmonic pulse）. The experimental results also show that the spectrum of the third-harmonic pulse is sensitive to the air gap. We also point out that the air gap effect can be ignored when the dual-tripler system is located in 1000 Pa atmosphere. These results will guide the design of the broadband third-harmonic generation system in high power lasers.     

Plasma Erosion Opening Switch in the Double-Pulse Operation Mode of a High-Current Electron Accelerator

This paper reports the results of investigations of the operation of a fast current opening switch, with a 1013-1016 plasma density produced either by dielectric surface flashover or by explosive emission of graphite. A series of two pulses was applied to two diodes in parallel. The first pulse produced plasma in the first diode which closed that diode gap by the arrival time of the second pulse. The first, shorted, diode then acted as an erosion switch for the second pulse. A factor of 2.5-3 power multiplication was obtained under optimum conditions. The opening-switch resistance during the magnetic insulation phase, neglecting the electron losses between the switch and the generating diode, exceeded 100 ?. The duration of the rapid opening phase was less than 5 ns under optimum conditions. This method of plasma production does not require external plasma sources, and permits a wide variation of plasma density, which in turn allows high inductor currents and stored energies.