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Theory of noise in a kilo-Hz cascaded high-energy Yb-doped nanosecond pulsed fiber amplifier
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作者 刘明 张海涛 +5 位作者 巩马理 赵跃进 程文雍 孟阔 郑超 陈倚竹 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2014年第4期335-341,共7页
A theoretical analysis of noise in a high-power cascaded fiber amplifier is presented. Unlike the noise theory in low power communication, the noise of a high power system is redefined as the leaked output energy betw... A theoretical analysis of noise in a high-power cascaded fiber amplifier is presented. Unlike the noise theory in low power communication, the noise of a high power system is redefined as the leaked output energy between pulses with coherent beat noise uncounted. This definition is more appropriate for high power usage in which the pulse energy receives more attention than the pulse shape integrity. Then the low power pre-amplifying stages are considered as linear amplification and analyzed by linear theory. In the high-power amplification stages, the inversion is assumed to recover linearly in the time interval between pulses. The time shape of the output pulse is different from that of the input signal because of different gains at the front and back ends of the pulse. Then, a criterion is provided to distinguish the nonlinear and linear amplifications based on the signal-to-noise ratio (SNR) analysis. Then, an experiment that shows that the output SNR actually drops off in nonlinear amplification is performed. The change in the noise factor can be well evaluated by pulse shape distortion. 展开更多
关键词 pulsed fiber amplifier signal-to-noise ratio cascaded amplifier master oscillator power amplifier
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Coherent beam combining of two all‑PM thulium‑doped fiber chirped pulse amplifiers
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作者 Bo Ren Hongxiang Chang +7 位作者 Can Li Tao Wang Kaikai Jin Jiayi Zhang Kun Guo Rongtao Su Jinyong Leng Pu Zhou 《Frontiers of Optoelectronics》 EI CSCD 2024年第2期33-42,共10页
In this paper,we report a coherent beam combining(CBC)system that involves two thulium-doped all-polarization maintaining(PM)fiber chirped pulse amplifiers.Through phase-locking the two channels via a fiber stretcher ... In this paper,we report a coherent beam combining(CBC)system that involves two thulium-doped all-polarization maintaining(PM)fiber chirped pulse amplifiers.Through phase-locking the two channels via a fiber stretcher by using the stochastic parallel gradient descent(SPGD)algorithm,a maximum average power of 265 W is obtained,with a CBC efficiency of 81%and a residual phase error of λ/17.After de-chirping by a pair of diffraction gratings,the duration of the combined laser pulse is compressed to 690 fs.Taking into account the compression efficiency of 90%and the main peak energy proportion of 91%,the corresponding peak power is calculated to be 4 MW.The laser noise characteristics before and after CBC are examined,and the results indicate that the CBC would degrade the low frequency relative intensity noise(RIN),of which the integration is 1.74%in[100 Hz,2 MHz]at the maximum combined output power.In addition,the effects of the nonlinear spectrum broadening during chirped pulse amplification on the CBC efficiency are also investigated,showing that a higher extent of pulse stretching is effective in alleviating the spectrum broadening and realizing a higher output power with decent combining efficiency. 展开更多
关键词 Coherent beam combining Thulium-doped fiber laser High-average power Chirped pulse amplifier
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Generation of high energy and good beam quality pulses with a master oscillator power amplifier 被引量:2
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作者 李志刚 Z.Xiong +4 位作者 Nicholas Moore Chen Tao G.C.Lim 黄维玲 黄德修 《Chinese Optics Letters》 SCIE EI CAS CSCD 2004年第7期399-401,共3页
A high efficiency and high peak power laser system with short-pulse and good beam quality has been demonstrated by using a master oscillator power amplifier with two-pass amplification configuration. The master oscill... A high efficiency and high peak power laser system with short-pulse and good beam quality has been demonstrated by using a master oscillator power amplifier with two-pass amplification configuration. The master oscillator, end-pumped with a fiber-coupled laser diode array, provides low power but excellent beam quality pulses, and the amplifier boosts the pulse energy by orders without significant beam quality degradation. Short pulses of 8.5 ns with energy up to 130 mJ and approximately diffraction limited beam quality have been demonstrated. 展开更多
关键词 Laser pulses Optical parametric oscillators power amplifiers pulse amplifiers Semiconductor lasers
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基于牛顿-蚁群算法与选择性谐波调制的电网功率放大器宽频控制策略
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作者 代子阔 史可鉴 +3 位作者 赵晨星 张天成 徐妍 汪诚 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第16期97-109,共13页
选择性谐波消除/生成脉宽调制技术能与多电平电力电子变换器相结合,实现低开关频率下的高频电网谐波功率复现。然而,为生成特定次谐波,需要求解非线性开关角方程,其求解精度受开关角初值选取约束,且实时性随着谐波次数的增加而降低。因... 选择性谐波消除/生成脉宽调制技术能与多电平电力电子变换器相结合,实现低开关频率下的高频电网谐波功率复现。然而,为生成特定次谐波,需要求解非线性开关角方程,其求解精度受开关角初值选取约束,且实时性随着谐波次数的增加而降低。因此提出一种基于牛顿-蚁群算法的实时选择性谐波生成脉宽调制技术。通过建立开关角方程,利用蚁群算法求解初值,进一步结合牛顿算法获得不同开关频率及计算步长对应的最多谐波数目,并分析得到调制比-开关角对应关系。通过查找表获得初始开关角,并前馈至电压控制环路,实现对特定次谐波的无静差跟踪。最后以级联H桥多电平变换器为例,搭建仿真与实验平台,验证了理论分析的正确性与所提策略的可行性。 展开更多
关键词 选择性电网谐波功率放大器 级联多电平逆变器 牛顿-蚁群算法 实时选择性谐波生成脉宽调制
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All-fiber cascaded ytterbium-doped nanosecond pulsed amplifier 被引量:1
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作者 周洁 闫平 +2 位作者 殷树鹏 王东生 巩马理 《Chinese Optics Letters》 SCIE EI CAS CSCD 2010年第5期457-459,共3页
A cascaded ytterbium-doped all-fiber master oscillator power amplifier(MOPA) with 1064-nm pulsed laser is demonstrated,and it can produce up to 20-W average power and 0.1-mJ pulse energy at tunable repetition rates ... A cascaded ytterbium-doped all-fiber master oscillator power amplifier(MOPA) with 1064-nm pulsed laser is demonstrated,and it can produce up to 20-W average power and 0.1-mJ pulse energy at tunable repetition rates from 10 to 200 kHz.Two main difficulties of the all-fiber configuration are overcome:all fiber isolator and mode field adapter between single mode fiber(SMF) and double cladding fiber(DCF). Gain saturation and nonlinear effect are analyzed theoretically,and the possibility of further power-scaling of this cascade scheme is predicted. 展开更多
关键词 Cladding (coating) Fiber lasers Optical phase conjugation power amplifiers pulse repetition rate pulsed laser applications pulsed lasers Single mode fibers YTTERBIUM
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非对称级联多电平功率放大器的虚拟载波移相PWM调制策略 被引量:1
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作者 岳雨霏 吴兴隆 +2 位作者 杨禧 王文 唐欣 《电力科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期75-86,共12页
由N个相同H桥功率模块(H-bridge power module,HBPM)组成的传统级联H桥功率放大器(cascaded H-bridge power amplifier,CHB-PA)最多可输出2N+1的电平数,输出电平数直接影响功率放大器的正弦特性和保真性能。在级联HBPM数量相同的情况下... 由N个相同H桥功率模块(H-bridge power module,HBPM)组成的传统级联H桥功率放大器(cascaded H-bridge power amplifier,CHB-PA)最多可输出2N+1的电平数,输出电平数直接影响功率放大器的正弦特性和保真性能。在级联HBPM数量相同的情况下,首先提出了一种非对称级联多电平功率放大器(asymmetrical cascaded multilevel power amplifier,ACM-PA);其次,为了与传统CHB-PA有相同HBPM数目的ACM-PA,提出一种虚拟载波移相脉宽调制(virtual carrier phase shift pulse width modulation,VCPS-PWM)策略,将输出电平数提高到6N-3;最后,通过仿真对比验证了所提出的ACM-PA和VCPS-PWM可以显著提高输出电平数,降低负载电流的总谐波失真,提高功率放大器的保真性能。 展开更多
关键词 H桥功率模块 非对称级联多电平功率放大器 虚拟载波移相脉宽调制 高保真性
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脉冲体制下GaAs功率放大器的电压过冲研究
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作者 陆淼 陈皓 徐一鸣 《电子技术应用》 2023年第11期126-128,共3页
由于GaAs功率放大器输出功率较高,通常以脉冲体制应用于雷达系统及其他通信系统中。根据GaAs功率放大器的材料特性及国内现有工艺水平可知,其击穿场强较低,当GaAs功率放大器工作在漏极电源脉冲调制下,微波信号突然消失时,GaAs功率放大... 由于GaAs功率放大器输出功率较高,通常以脉冲体制应用于雷达系统及其他通信系统中。根据GaAs功率放大器的材料特性及国内现有工艺水平可知,其击穿场强较低,当GaAs功率放大器工作在漏极电源脉冲调制下,微波信号突然消失时,GaAs功率放大器的工作电流发生突变,则会形成电压过冲。当过冲电压较高时,容易击穿GaAs功率放大器。首先阐明了电压过冲的产生机理,通过理论分析,提出了几种改善电压过冲的措施,并在GaAs功率放大器中经过实测,将电压过冲从13.9 V降低到12.9 V,验证了其有效性。 展开更多
关键词 雷达 功率放大器 脉冲 电压过冲
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Diode-pumped Nd:YLF slab master oscillator power amplifier laser system with 655 m J output at 50 Hz repetition rate 被引量:1
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作者 杨琦 朱小磊 +3 位作者 马剑 陆婷婷 马秀华 陈卫标 《Chinese Optics Letters》 SCIE EI CAS CSCD 2015年第6期44-47,共4页
A laser-diode-pumped high-pulse-energy Nd:LiYF4 master oscillator power amplifier 1053 nm laser system is demonstrated. We design a home-made pump module to homogenize the pump intensity through the ray tracing metho... A laser-diode-pumped high-pulse-energy Nd:LiYF4 master oscillator power amplifier 1053 nm laser system is demonstrated. We design a home-made pump module to homogenize the pump intensity through the ray tracing method. To increase the extraction efficiency, the pre-amplifier adopts a double-pass amplification structure. At a repetition rate of 50 Hz, 655 mJ pulse energy and 12.9 ns pulse width of 1053 nm laser is obtained from the master oscillator power amplifier system. The corresponding peak power is 51 MW. The optical-to-optical efficiency of the system is about 9.7%. 展开更多
关键词 amplifiers (electronic) Optical pumping power amplifiers pulse repetition rate Q switched lasers Ray tracing YLF lasers
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机载设备过流导致保险丝烧毁案例分析
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作者 曹洪彬 刘红波 +2 位作者 刘斌全 王子楠 王道震 《环境技术》 2023年第5期154-157,162,共5页
本文针对外场机载某系统电源单元保险丝烧毁问题,实测出相应的国产化和非国产化射频功放模块的启动冲击电流波形。从电压、电流、环境温度,脉冲能量、脉冲循环承受能力等几个方面对保险丝烧毁机理进行分析。文章提出了一种机载设备过流... 本文针对外场机载某系统电源单元保险丝烧毁问题,实测出相应的国产化和非国产化射频功放模块的启动冲击电流波形。从电压、电流、环境温度,脉冲能量、脉冲循环承受能力等几个方面对保险丝烧毁机理进行分析。文章提出了一种机载设备过流导致保险丝烧毁分析方法,从瞬态能量与稳态电流两方面考虑,对不同熔断器参数进行理论计算,与国产化和非国产化冲击电流的能量值进行对比分析。此方法指导了电路设计中保险丝选型,具有一定的应用推广价值。 展开更多
关键词 射频功放 保险丝 冲击电流 脉冲能量
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Nautel NX200全固态中波发射机的原理与应用
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作者 张勇 《电声技术》 2023年第7期88-93,共6页
云南广播电视台中波发射台引进了加拿大Nautel公司生产的NX200全固态中波发射机。该机型为Nautel公司NX系列中波发射机在全国最大功率的中波发射机。文章详细介绍了NX200全固态中波发射机的工作原理和应用,为同行业设备引进和技术革新... 云南广播电视台中波发射台引进了加拿大Nautel公司生产的NX200全固态中波发射机。该机型为Nautel公司NX系列中波发射机在全国最大功率的中波发射机。文章详细介绍了NX200全固态中波发射机的工作原理和应用,为同行业设备引进和技术革新提供参考。 展开更多
关键词 NX200中波发射机 脉冲密度调制(PDM) 功率放大器 运行维护
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单周控制的发展及其应用 被引量:9
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作者 万蕴杰 周林 +2 位作者 张海 夏雪 雷鹏 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期163-169,共7页
为进一步研究单周控制,探讨了单周控制理论的发展现状,包括单周控制系统的可行性研究、建模、稳态和动态性能分析及一些改进措施。单周控制是一种新颖的大信号、非线性控制策略,其抗干扰能力强、动态响应快,且每个周期内控制开关占空比... 为进一步研究单周控制,探讨了单周控制理论的发展现状,包括单周控制系统的可行性研究、建模、稳态和动态性能分析及一些改进措施。单周控制是一种新颖的大信号、非线性控制策略,其抗干扰能力强、动态响应快,且每个周期内控制开关占空比d使输出和参考值相等或成比例,它可以在一个周期内抑制电源扰动、使开关平均值跟随动态参考值并消除开关误差。由于单周控制的核心是一个可复位积分器,因此比其他非线性控制更易实现。在分析了当前单周控制的应用情况,包括在DC/DC变换、功率因数校正、有源电力滤波器、不间断电源、功率放大和光伏电源最大功率点跟踪控制中的应用后,介绍了单周控制在各种实际应用中的特点,最后提出了单周控制有待进一步研究的问题。 展开更多
关键词 单周控制 电力电子变换器 脉宽调制 有源电力滤波器 不间断电源 功率放大
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基于E类功放的谐振式无线电能传输控制设计 被引量:8
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作者 李艳红 张超 +2 位作者 刘国强 高风 毛燕鹏 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2015年第7期63-68,74,共7页
磁耦合谐振式无线电能传输是一种中距离无线电能传输技术,传输距离和传输效率是该技术取得突破的瓶颈。本文通过电路模型分析了传输特性,并基于E类功放设计了一套无线电能传输装置,通过对E类功放开关过程的分析,确定E类放大器在电能传... 磁耦合谐振式无线电能传输是一种中距离无线电能传输技术,传输距离和传输效率是该技术取得突破的瓶颈。本文通过电路模型分析了传输特性,并基于E类功放设计了一套无线电能传输装置,通过对E类功放开关过程的分析,确定E类放大器在电能传输过程产生损耗的主要原因。设计了脉冲检测式频率控制电路,通过检测MOSFET输出端电压,判断系统工作状态,调节驱动信号频率,使E类功放在负载变化的情况下能迅速做出调整,大大提高了系统的工作效率和传输功率。 展开更多
关键词 无线电能传输 磁耦合谐振 E类功放 脉冲检测
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Ku波段单片功率放大器设计与制作 被引量:4
13
作者 刘如青 吴洪江 +2 位作者 高学邦 付兴昌 倪涛 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期470-473,共4页
介绍了一种Ku波段GaAs功率放大器芯片的研制过程。芯片采用电抗匹配电路结构,三级级联放大,末级采用多胞器件进行功率合成,实现了电路的高增益和所要求的功率输出;另外,还对元器件模型技术、GaAsMM IC测试技术等进行了相应描述。在芯片... 介绍了一种Ku波段GaAs功率放大器芯片的研制过程。芯片采用电抗匹配电路结构,三级级联放大,末级采用多胞器件进行功率合成,实现了电路的高增益和所要求的功率输出;另外,还对元器件模型技术、GaAsMM IC测试技术等进行了相应描述。在芯片的研制过程中,利用ADS软件进行仿真及优化,利用电磁场仿真进行版图设计。在4英寸(100 mm)0.25μmGaAs PHEMT工艺线上完成芯片制作,在12.5~15.0 GHz的频率范围内,脉冲饱和输出功率Po大于34.7 dBm(脉宽100μs,占空比10%),功率增益Gp大于19.7 dB,功率附加效率PAE大于30%,功率增益平坦度小于±0.4 dB。该芯片可以应用到许多微波系统中。 展开更多
关键词 KU波段 功率放大器 脉冲 芯片 砷化镓
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磁悬浮轴承功率放大器的发展现状与展望 被引量:10
14
作者 张广明 陈淳 +1 位作者 梅磊 季文娟 《微特电机》 北大核心 2012年第3期73-76,共4页
磁悬浮轴承功率放大器的性能对整个磁悬浮轴承系统有着重要的影响。首先介绍了磁悬浮轴承功放的性能参数、分类,然后比较了每一类功率放大器的优缺点,并讨论分析开关功放的拓扑结构、控制策略以及研究现状。理论分析表明,三态开关功率... 磁悬浮轴承功率放大器的性能对整个磁悬浮轴承系统有着重要的影响。首先介绍了磁悬浮轴承功放的性能参数、分类,然后比较了每一类功率放大器的优缺点,并讨论分析开关功放的拓扑结构、控制策略以及研究现状。理论分析表明,三态开关功率放大器具有输出电流纹波小、动态性能好、开关损耗低等优点,在磁悬浮轴承功放中有着广阔的应用前景。 展开更多
关键词 磁悬浮轴承 电流纹波 脉宽调制 功率放大器
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磁轴承MPW开关功率放大器的研究 被引量:14
15
作者 杨作兴 赵雷 赵鸿宾 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2000年第5期23-25,共3页
针对现有磁轴承功率放大器存在电流失真大、可靠性低等缺点 ,介绍了最小脉宽 (MPW )功放的基本原理和电路实现 ,并采用MPW方式研制了一台容量为 1 2 .4kVA的磁轴承开关功率放大器。实验结果表明 ,该功放具有电流失真小、功率大、效率高... 针对现有磁轴承功率放大器存在电流失真大、可靠性低等缺点 ,介绍了最小脉宽 (MPW )功放的基本原理和电路实现 ,并采用MPW方式研制了一台容量为 1 2 .4kVA的磁轴承开关功率放大器。实验结果表明 ,该功放具有电流失真小、功率大、效率高、安全可靠等优点。 展开更多
关键词 磁轴承 MPW 开关功率放大器 PWM
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高功率脉冲双包层光纤激光器的新进展 被引量:14
16
作者 楼祺洪 周军 +1 位作者 孔令峰 薛冬 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期510-515,共6页
对高功率脉冲双包层光纤激光器的国内外研究进展进行评述,通过建立了小信号瞬态增益模型,对脉冲激光信号经过双包层光纤放大后的波形进行了数值模拟。分析了基于MOPA方式脉冲双包层光纤激光器的几个问题,报道了中科院上海光机所采用振荡... 对高功率脉冲双包层光纤激光器的国内外研究进展进行评述,通过建立了小信号瞬态增益模型,对脉冲激光信号经过双包层光纤放大后的波形进行了数值模拟。分析了基于MOPA方式脉冲双包层光纤激光器的几个问题,报道了中科院上海光机所采用振荡-放大(MOPA)方法获得133.8 W平均功率脉冲放大输出的实验结果。 展开更多
关键词 激光技术 脉冲光纤激光器 双包层光纤 主振荡-放大(MOPA)
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单频纳秒脉冲全光纤激光器实现300W平均功率输出 被引量:5
17
作者 粟荣涛 周朴 +2 位作者 王小林 肖虎 许晓军 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1009-1010,共2页
搭建了一台主振荡功率放大(MOPA)结构的单频脉冲全光纤激光器。通过对线宽为20kHz的连续单频激光器进行强度调制,获得了重复频率10MHz、脉宽约8ns、平均功率约0.5mW的单频脉冲种子激光。采用多级掺镱光纤放大器对脉冲种子激光进行级联放... 搭建了一台主振荡功率放大(MOPA)结构的单频脉冲全光纤激光器。通过对线宽为20kHz的连续单频激光器进行强度调制,获得了重复频率10MHz、脉宽约8ns、平均功率约0.5mW的单频脉冲种子激光。采用多级掺镱光纤放大器对脉冲种子激光进行级联放大,获得了平均功率300.8W的高功率激光输出。目前,激光器输出功率仅受限于泵浦功率,有望通过增加泵浦功率进一步提高输出功率。 展开更多
关键词 光纤激光器 脉冲激光 单频 主振荡功率放大器
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一种改进的单周控制的开关功率放大器 被引量:17
18
作者 周雒维 龚伟 苏向丰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第5期106-110,共5页
针对单周控制开关功率放大器存在的输出直流偏置问题,从理论上进行了分析,结果表明输出直流偏置电压的大小与复位脉冲宽度成正比。为了消除输出直流偏置电压,提出了电压补偿的解决方案,给出了补偿电压的计算公式。对补偿前和补偿后的系... 针对单周控制开关功率放大器存在的输出直流偏置问题,从理论上进行了分析,结果表明输出直流偏置电压的大小与复位脉冲宽度成正比。为了消除输出直流偏置电压,提出了电压补偿的解决方案,给出了补偿电压的计算公式。对补偿前和补偿后的系统进行了仿真和实验研究。仿真和实验结果表明,电压补偿方法能有效消除输出直流偏置问题,改善放大器的THD,验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 单周控制 开关功率放大器 PWM(脉冲宽度调制) 谐波畸变率(THD)
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侧面分布式泵浦双包层脉冲光纤放大器 被引量:7
19
作者 黄榜才 刘丰年 +5 位作者 徐玲玲 段云峰 张鹏 宁鼎 袁树忠 董孝义 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2008年第9期879-882,共4页
采用自行研制的光纤侧面耦合器,设计和研制了侧面分布式泵浦、两级全光纤连接的掺镱双包层脉冲光纤放大器,实现了输出波长为1064nm、平均输出功率达到2.12W、脉冲宽度20ns、重复频率50kHz的高功率、高重复频率全光纤结构脉冲光纤放大器... 采用自行研制的光纤侧面耦合器,设计和研制了侧面分布式泵浦、两级全光纤连接的掺镱双包层脉冲光纤放大器,实现了输出波长为1064nm、平均输出功率达到2.12W、脉冲宽度20ns、重复频率50kHz的高功率、高重复频率全光纤结构脉冲光纤放大器。光纤侧面耦合器对泵浦光耦合效率最高达到69%,对反向信号光的隔离度最低为17dB,有效避免了高功率脉冲回波对泵浦光源的损害,使用更高泵浦耦合效率的侧面耦合器,可进一步提高放大器输出功率。 展开更多
关键词 脉冲光纤放大器 全光纤结构 高峰值功率 主振荡功率放大 受激拉曼散射
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线性变压器源驱动相对论速调管放大器的初步实验 被引量:6
20
作者 黄华 何琥 +4 位作者 雷禄容 刘振帮 金晓 王淦平 郭焱华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1583-1588,共6页
利用新研制的紧凑型线性变压器驱动源(LTD)脉冲功率源二极管产生的电子束源,开展了S波段长脉冲相对论速调管放大器(RKA)的初步实验研究。采用无箔空心阴极和0.9T恒流源引导磁场从LTD二极管引出了电压600kV、束流6kA、脉宽150ns的环形电... 利用新研制的紧凑型线性变压器驱动源(LTD)脉冲功率源二极管产生的电子束源,开展了S波段长脉冲相对论速调管放大器(RKA)的初步实验研究。采用无箔空心阴极和0.9T恒流源引导磁场从LTD二极管引出了电压600kV、束流6kA、脉宽150ns的环形电子束,该电子束经过1个同轴输入腔和2个同轴调制腔的调制后,产生了幅度5kA、脉宽110ns的基波调制束流,采用该调制束流驱动同轴微波提取腔,辐射输出了峰值功率820MW/110ns的辐射微波,效率28%,增益36dB。同时,开展了重复脉冲RKA和相位特性的实验研究,重复频率10Hz运行时,辐射微波达到800MW/100ns,相位抖动小于20°。 展开更多
关键词 相对论速调管放大器 长脉冲电子束 高功率微波 相位特性 线性变压器驱动源
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