高功率Z-pinch装置5 MV主开关及开关区设计

 基于激光等离子体和过电压波击穿原理研制了应用于高功率“Z-pinch”装置的22级5 MV激光触发多级多通道开关,采用钳位环技术解决了狭小空间的匀场问题,过压自击穿间隙场分布不均匀度约为0.080,激光触发间隙场分布不均匀度约为0.056,由绝缘部件沿面电场强度决定的系统安全系数约为0.8。根据J.C.Martin公式和静电场分析计算结果,解决了高功率“Z-pinch”装置主开关及开关区的工程设计问题。     

高功率Z-pinch装置5 MV主开关及开关区设计

基于激光等离子体和过电压波击穿原理研制了应用于高功率“Z-pinch”装置的22级5 MV激光触发多级多通道开关,采用钳位环技术解决了狭小空间的匀场问题,过压自击穿间隙场分布不均匀度约为0.080,激光触发间隙场分布不均匀度约为0.056,由绝缘部件沿面电场强度决定的系统安全系数约为0.8。根据J.C.Martin公式和静电场分析计算结果,解决了高功率“Z-pinch”装置主开关及开关区的工程设计问题。     

Theory of variable-angle switch by anisotropic diffraction in photorefractive LiNbO3 crystal

Based on the anisotropic diffraction of photorefractive LiNbO₃ crystal, we present the theoretical result of a variable-angle switch. The deflection angle of the proposed switch can be changed by changing value of writing angles of the grating, and the result shows that the deflection angle can change in the range of −1° to +1°. The proposed theory can be used in switching design.     

环形磁芯快脉冲动态参数测量方法

 磁开关压缩脉冲过程中，磁芯磁参数需历经非饱和与饱和两个阶段，磁滞回线变化经历半个周期，通过测量这一变化过程中通过磁开关绕组的电流和磁通量变化率，可以计算出磁芯的磁滞回线，确定饱和磁通密度、剩磁等动态参数。 讨论了基于高电压放电和脉冲压缩方法测量磁芯动态参数的原理，给出了测试装置的电路原理和电路元件参数的选择方法，测量了大型磁开关磁芯快脉冲条件下的电参数，计算了相关的磁参数，给出了实验结果。     

固态脉冲功率驱动源主磁开关的特性

为了提高固态脉冲功率驱动源的工作性能,研究了使用磁开关作为主开关的关键参数。分析了磁芯体积、磁芯损耗以及饱和电感等关键参量对磁开关工作性能的影响。结果表明:对于选用的磁开关,当磁性高度为0.05 m时,磁开关的封装系数取得极大值;平均磁路长度大于1 m时,磁芯绕组的饱和电感变化缓慢。利用饱和波理论简要解释了磁芯饱和的物理过程,推导了磁开关输出脉冲上升时间因子表达式,结果表明:磁性材料厚度、电阻率以及磁芯内外层磁路长度差等参数是影响磁开关输出脉冲上升因子的重要因素。     

固态脉冲功率驱动源主磁开关的特性

为了提高固态脉冲功率驱动源的工作性能,研究了使用磁开关作为主开关的关键参数。分析了磁芯体积、磁芯损耗以及饱和电感等关键参量对磁开关工作性能的影响。结果表明：对于选用的磁开关,当磁性高度为0.05 m时,磁开关的封装系数取得极大值;平均磁路长度大于1 m时,磁芯绕组的饱和电感变化缓慢。利用饱和波理论简要解释了磁芯饱和的物理过程,推导了磁开关输出脉冲上升时间因子表达式,结果表明:磁性材料厚度、电阻率以及磁芯内外层磁路长度差等参数是影响磁开关输出脉冲上升因子的重要因素。     

磁开关作为脉冲驱动源主开关的实验研究

使用矩形截面磁芯研制了一台磁开关作为脉冲驱动源的主开关,并利用电容器放电法对磁芯不同位置处的磁滞回线进行了测量。结果表明,短边和长边测量得到的磁滞回线均能够适应磁开关需求,不同的励磁位置对磁滞回线形状的影响有限。设计了基于该磁芯的磁开关,使用PSpice软件进行了数值模拟,结果与理论分析相一致。结合卷绕型带状脉冲形成线,对磁开关作为脉冲驱动源主开关进行了实验研究。结果表明研制的磁开关实现了主开关功能,在1.1 的低阻抗负载上获得了峰值电压9 V、上升沿80 ns、脉冲半高宽230 ns的准方波脉冲输出。     

磁开关作为脉冲驱动源主开关的实验研究

使用矩形截面磁芯研制了一台磁开关作为脉冲驱动源的主开关,并利用电容器放电法对磁芯不同位置处的磁滞回线进行了测量。结果表明,短边和长边测量得到的磁滞回线均能够适应磁开关需求,不同的励磁位置对磁滞回线形状的影响有限。设计了基于该磁芯的磁开关,使用PSpice软件进行了数值模拟,结果与理论分析相一致。结合卷绕型带状脉冲形成线,对磁开关作为脉冲驱动源主开关进行了实验研究。结果表明研制的磁开关实现了主开关功能,在1.1 的低阻抗负载上获得了峰值电压9 V、上升沿80 ns、脉冲半高宽230 ns的准方波脉冲输出。     

Conditional-phase switch at the single-photon level

We present an experimental realization of a two-photon conditional phase switch, related to the " c-phis;" gate of quantum computation. This gate relies on quantum interference between photon pairs and generates entanglement between two optical modes through the process of spontaneous parametric down-conversion (SPDC). The interference effect serves to enhance the effective nonlinearity by many orders of magnitude, so it is significant at the quantum (single-photon) level. By adjusting the relative optical phase between the classical pump for SPDC and the pair of input modes, one can impress a large phase shift on one beam which depends on the presence or absence of a single photon in a control mode.     

An acoustic switch

The benefits derived from the development of acoustic transistors which act as switches or amplifiers have been reported in the literature. Here we propose a model of acoustic switch. We theoretically demonstrate that the device works: the input signal is totally restored at the output when the switch is on whereas the output signal nulls when the switch is off. The switch, on or off, depends on a secondary acoustic field capable to manipulate the main acoustic field. The model relies on the attenuation effect of many oscillating bubbles on the main travelling wave in the liquid, as well as on the capacity of the secondary acoustic wave to move the bubbles. This model evidences the concept of acoustic switch (transistor) with 100% efficiency.     

All-fiber polarization switch

We report an all-fiber polarization switch made out of silica-based microstructured fiber suitable for Q-switching all-fiber lasers. Nanosecond high-voltage pulses are used to heat and expand an internal electrode to cause lambda/2-polarization rotation in less than 10 ns for 1.5 microm light. The 10 cm long component has an experimentally measured optical insertion loss of 0.2 dB and a 0-10 kHz repetition frequency capacity and has been durability tested for more than 10(9) pulses.     

Simulations of the phonon Bragg switch in GaAs

It has recently been proposed that X-rays can be switched on sub-picosecond time-scales by using laser-generated coherent optical phonons: The so called phonon Bragg switch. We present here detailed simulations of the effficiency of such a switch by solving the time-dependent generalized Takagi-Taupin equations utilizing a perturbative approach. We explore the switching efficiency in diffraction from the (004) planes of GaAs as a function of both excited phonon wave vector and amplitude.     

10kV绝缘栅双极型晶体管固体开关的研制

 采用8只IXLF19N250A绝缘栅双极型晶体管串联研制成功了10kV固体开关。试验表明：该固体开关最高输出电压为14kV，最高输出脉冲电流为20A、输出脉冲宽度可在2~112μs之间以1μs步长变化，脉冲重复频率范围为1Hz~4kHz，短时间可以工作到8.6kHz。     

Rimfire开关电路模型

建立了Rimfire开关的串联间隙电路模型,将开关所有的杂散电容都包含在内,结合火花通道的传导特性,以PSpice软件为计算平台,对一个700 kV Rimfire型开关进行了模拟。由于开关所有间隙都具有独立的时间变化参数,因此串联间隙电路模型不但可以在宏观上表现出开关的特性,而且能够模拟开关任一部分的时变电压和电流,进而分析开关的内部工作过程。模拟结果表明：激光触发间隙导通而自击穿间隙不导通时,作用在开关上的总电压超过700 kV;开关正常工作时,作用在所有间隙上的电压均高频振荡衰减。     

超导开关研究和应用综述

超导开关是实现超导磁体闭环运行的关键部件,也称为持续电流开关(PCS),使超导磁体具有极高的磁场稳定度,广泛应用于核磁共振成像(MRI)、核磁共振谱仪(NMR)、磁浮列车、超导储能系统等技术领域. 文中介绍了超导开关的工作原理和结构组成,综述了用于超导磁体的三类主要超导开关的研究发展现状,比较分析了各自的特点和优势,为...     

Rimfire开关电路模型

建立了Rimfire开关的串联间隙电路模型,将开关所有的杂散电容都包含在内,结合火花通道的传导特性,以PSpice软件为计算平台,对一个700 kV Rimfire型开关进行了模拟。由于开关所有间隙都具有独立的时间变化参数,因此串联间隙电路模型不但可以在宏观上表现出开关的特性,而且能够模拟开关任一部分的时变电压和电流,进而分析开关的内部工作过程。模拟结果表明:激光触发间隙导通而自击穿间隙不导通时,作用在开关上的总电压超过700 kV;开关正常工作时,作用在所有间隙上的电压均高频振荡衰减。     

双光子开关的自相关函数

本文推导出半导体双光子光电导开关的自相关函数,给出对照比与激光强度的关系.实验测出GaAs在1.06 μm Nd:YAG激光超窄脉冲作用下的双光子自相关函数.     

新型小体积伪火花开关研制

伪火花开关是脉冲功率领域关键器件之一,具有脉冲电流大、电压范围宽、寿命长及可靠性高等优点。针对整机系统小型化发展的需要,开展新型小体积伪火花开关研制,创新性地将触发针引入空心阴极内部,实现辉光放电电子源注入,该设计减小伪火花开关的体积,并通过制管及实验验证设计合理性。测试结果表明,该产品的阳极工作电压范围为0.5～10 kV,最大阳极脉冲电流40 kA;在36 kA脉冲电流情况下,工作2万余次并未发现性能下降;该样品已通过高温、低温、温循、振动等可靠性试验考核。     

厄米-高斯光束的焦开关

考虑了由光阑和透镜组成的简单光学系统。研究表明，当厄米-高斯光束入射这一系统，在系统和光束参数满足一定条件时会出现称为焦开关的新现象。详细的数值计算和物理分析说明了厄米-高斯光束的焦开关特性。与已有的工作做了比较，并指出了焦开关可能的应用。     

Focal switch of cosine-Gaussian beams

The focal switch of cosine-Gaussian (CsG) beams passing through a system with the aperture and lens separated is studied analytically and numerically. It is shown that the focal switch of CsG beams can appear not only for the apertured case, but also for the unapertured case. The necessary condition for the focal switch is that truncation parameter α > α_c and the beam parameter β > β_c, α_c, β_c being the corresponding critical values. There exists a maximum of the relative transition height Δz _sw as α varies, and Δz _sw increases with increasing β and decreasing N _w. The normalized axial intensity minimum I _min / I _max decreases with an increase of α and β, and I _min / I _max remains unchanged as N _w varies.