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激光二極管觸發大電流GaAs 光電導開關
來源:[seo:selfurl]
發布時間:2016-11-26
用能量為4 μJ的激光二極管觸發2 mm間隙GaAs 光電導開關,在偏置電壓為6 kV的條件下,在0.1Ω 負載上得到1.45kA的強流電脈沖。利用電路模型和光激發電荷疇理論分析開關放電過程的瞬態電學特性,解釋了開關工作在非線性模式但是沒有出現lock-on現象的原因。該GaAs 光電導開關可以做成一個價格低廉、集成高的超快脈沖功率源。
成果內容提要:
本研究在6 kV偏置電壓,140 nF儲能電容下,4微焦弱光觸發GaAs光電導開關,得到1.45 kA強電流。該GaAs 光電導開關及其觸發源系統作為超快高功率脈沖源,具有光電隔離,其應用背景是武器點火裝置,可以有效抵御電磁干擾,提高可靠性;同時,作為超快高功率脈沖源,可用于電子干擾與對抗,以及相應的技術領域。
國外的研究組利用復雜的光學系統,在GaAs 光電導開關表面獲得多條線狀電流絲的方法,用毫焦量級激光觸發1 cm間隙開關,在偏置電壓為60 kV時,得到kA量級的電流。
該工作在偏置電壓低于國外研究組1個數量級,觸發光能量低于國外3個數量級的情況下,利用單個商用激光二極管獲得kA量級的大電流。該GaAs 光電導開關及其觸發系統具有全固態、體積小、價格低廉的優勢。
作品創新點主要為:
(1) GaAs 光電導開關的觸發光源用激光二極管,替代傳統的提及龐大的固體激光器?梢缘玫降统杀,小體積的高功率脈沖源。
(2) 對GaAs 光電導開關觸發設計,高耐壓設計等,使得在微焦量級弱光觸發下,在亞歐姆負載上得到kA量級的強流電脈沖。
(3) 利用電路模型和光激發電荷疇理論解釋電脈沖波形沒有出現lock-on現象的原因。