4MV激光触发多级多通道开关特性

报道了4 MV激光触发多级多通道开关的结构设计和初步的实验结果及分析。该开关采用轴向聚焦触发方式,设计为匀场结构,采用场调整环与匀压环调整开关间隙电场分布,电极-绝缘子序列采用堆栈结构替代榫接结构,独立定位、紧固。实验结果表明:4 MV激光触发多级多通道开关的自击穿电压偏差小于5%,自击穿电压与工作气压呈良好的线性关系;触发延迟时间约25 ns,极差小于±2.5 ns,抖动1.5 ns;等工作电压-气压比条件下,随着气压和工作电压的上升触发延迟时间及其抖动趋向下降。

激光触发多级多通道开关研究

研究了200kV激光触发多级多通道开关的运行机理,该开关在直流电压下以四倍频Nd:YAG激光器为触发源进行的实验结果表明:开关触发延迟时间及其抖动随开关电压、激光能量和充气压力上升呈指数下降趋势,对混合气体则随气体密度上升而上升。随透镜焦距的增大延迟时间及其抖动呈上升趋势。该开关实现了多通道放电。

可编程无线电遥控多通道开关系统的设计

介绍了一种可编程无线电遥控多通道开关系统的设计方法,详细阐述了其组成结构和工作原理。该方法采用芯片组PT2262/2272进行编解码,并通过无线电遥控方式传送指令键码给单片机实现多通道控制。在发射系统中采用十进制至8421码编码器实现对开关按键编址,从而对受控电路进行选择控制;在接收控制系统中引入单片机,通过充分利用其软、硬件资源,为无线电遥控提供了合理、廉价的解决方案。

一种新型重复频率兆伏级多级多通道开关

研制了一种新型重复频率兆伏级多级多通道开关,该开关为准均匀场结构,采用9组辐射状电极,每组电极分别安装在各自的环状母盘上,母盘以一定间隔串联固定在开关阴阳极间隙轴向的绝缘杆上。实验结果表明：在无吹气条件下,该开关可以在电压1.1-1.5 MV、峰值电流15kA和重频50Hz下稳定运行,击穿抖动小于10ns,在平板二极管负载上输出脉冲前沿小于10ns。开关结构简单,无需使用吹气系统,可形成多个火花通道。

低预脉冲水介质多通道自击穿开关实验研究

在“闪光Ⅱ”上进行了水介质多针自击穿开关实验研究。开关由2个或4个开关间隙、预脉冲屏蔽板及其支撑结构组成。介绍了开关结构及其集中参数等效电路模型，并给出了部分参数计算方法。开关间隙在约60ns时间内被近似线性地充电至约1MV，开关的放电电流、输入和输出电压分别用罗果夫斯基线圈和硫酸铜水电阻分压器测试。进行了2个间隙结构和4个间隙结构开关实验，开关的放电电流200～550kA，平均击穿场强600～900kV／cm。开关间隙抖动小于4ns，开关间隙的击穿迟滞时间约为60ns，2个间隙结构开关的间隙之间的击穿同步性能可以优于3ns，4个间隙结构开关的间隙之间的击穿同步性能可以优于5ns。预脉冲被有效地压缩，输出电压的预脉冲幅值约为输入电压预脉冲幅值的50％，从180kV压缩至约90kV，作用时间由600ns压缩至60ns。

多通道伪火花放电开关及其半导体表面放电触发器研究

本文设计了典型参数下的同轴式三通道伪火花放电开关及其氧化锌表面放电触发器,进行了空气介质下的放电实验研究,测量了开关的放电曲线,给出了产生伪火花放电的气压范围,计算了开关的放电电流上升陡度,并与相同尺寸下的单通道伪火花开关进行了比较,试验结果表明,采用多通道结构后,开关的长期通流能力由单通道的40kA提高到120kA,电路的电流上升陡度也有很大提高(15%～20%),而电极烧损则大大降低。同时首次采用氧化锌半导体设计了开关的表面放电触发器。实验表明,对耐受电压37kV的伪火花开关,在气压不变的条件下,开关的可触发开关电压可低至440V;在30～2kV的放电电压下,放电电流的时延及其抖动分别为(100～500ns)和(20～50ns)。

3MV多级多通道缩比开关自击穿特性

通过短接电极间隙,开展了3MV多级多通道缩比开关不同间隙级数和单独触发间隙的自击穿特性分析,结果表明:自击穿电压随电极间隙距离不是线性增加,与Bradley经验公式存在差距。采用Ansoft软件模拟了实验开关不同级数的电场分布,得到不同级数开关电场分布的不均匀系数。结合缩比开关自击穿实验数据、Bradley经验公式和电场分布不均匀系数,在Bradley经验公式中加入开关作用时间因素和电场不均匀系数,得到一个Bradley外推公式,能较好地反应多级多通道气体开关的自击穿电压,使3MV实际开关自击穿电压理论值与实验值误差减小到5%。

用两端对称缺陷复合光子晶体实现多通道滤波和光开关

用传输矩阵法计算了两端对称缺陷复合光子晶体结构的光传输特性。计算结果表明:两端对称缺陷复合光子晶体[D(AB)mD]2结构中的禁带出现两个完全共振透射峰。通过控制入射光强来微调光子晶体材料的介电常数,使得完全共振透射峰移动,且介电常数变化越大,共振透射峰偏移越大,从而形成高效率的双通道光开关。当光子晶体为[D(AB)mD]N结构时,每个完全共振透射峰都分裂为N-1条,这样可通过调节N同时实现所需要通道数目的高效多通道光开关和多通道滤波器。

MV级多通道重复频率气体开关的设计及初步实验

介绍了一种高工作电压、高重复频率的多通道气体开关的工作原理、设计方法及在SINUS-700加速器上开展的实验情况。初步结果表明,开关实现了工作电压1.15 MV、峰值电流约14.4 kA、重复频率100Hz、工作范围64.5%的最大稳定运行参数,并实现了多通道放电。

多级多通道气体开关的实验研究

介绍了多级多通道气体开关的实验研究工作。开关在电脉冲触发（触发脉冲幅值85kV）条件下，工作电压在1．0～2．0MV范围内能够正常工作。自击穿实验验证了Bradley经验公式对于这种开关的适用性，外触发实验研究得到了开关的触发特性。结果表明：开关击穿延时小于100ns，抖动小于8ns；3个开关击穿时刻之间的极差小于10ns。

一种同轴低电感低抖动多级多通道气体开关(英文)

研制了一种触发电极位于放电通道之外、间隙电极为环状不锈钢弹簧的同轴多级多通道气体开关。该开关通过分布电容耦合实现触发 ,利用多间隙串联减小抖动 ,利用弹簧不同匝之间电感隔离形成多通道放电。实验表明 :该开关触发可靠、电感低 (～ 2 0 n H)、抖动小 (～ 3ns)。

多通道伪火花开关及其触发技术

总结了多通道伪火花开关的优点 ,对直线、同轴和径向型多通道伪火花开关的结构和特点作了综述。采用多通道结构后 ,伪火花开关的触发问题较单通道时更为复杂 ,分析了多通道开关对其触发电路的特别要求 ,并介绍了国外的研究成果。

多通道自击穿水开关测试方法研究

在西北核技术研究所的“闪光-Ⅱ”装置上进行了水介质多针自击穿开关实验研究,该开关由2个或4个开关间隙、1个预脉冲屏蔽板及其支撑结构组成。给出了实验研究所使用的测试方法及波形分析方法(两个判据)。开关输入预脉冲较大时,可以认为开关输出波形的预脉冲作用时间就是开关的击穿延迟时间,故可以利用波形的预脉冲确定开关的自击穿延迟时间和开关间隙的击穿分散性以及间隙之间的击穿同步分散性;在实验测试分析过程中,可以利用间隙自击穿放电电流的dI/dt信号判断开关间隙的自击穿状态。分析表明,这两个判据可有效地确定开关的特性参数和击穿状态。

高功率Z-pinch装置5MV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。

高功率宽谱开关振荡器

采用1/4波长开关同轴谐振器技术路线,开展了高功率宽谱微波产生及耦合输出技术研究。设计振荡器工作在200 MHz,低阻抗1/4波长同轴传输线与传输线一端的环形多通道气体火花开关构成谐振器,耦合器由集中电容和分布电感构成,实现宽谱微波的能量提取。通过数值模拟研究了振荡器的振荡及耦合输出过程,分析了高压脉冲馈入方式、谐振器阻抗特性及开关齿槽结构对环形开关导通特性的影响。数值模拟和实验结果证明,采用直馈方式、高阻结构和齿槽结构有利于形成开关多通道导通,并提高开关导通的稳定性。在输出电压为500kV的Marx脉冲功率源平台上构建了高功率宽谱微波产生实验装置,实验得到的宽谱微波振荡频率为195MHz,辐射因子约150kV,频谱带宽约30%。

水介质自击穿开关放电参数测试

在“闪光-Ⅱ”装置上进行了lMV同轴型水介质多针白击穿开关实验研究。开关击穿电压1～1．5MV，开关总电流200～550kA，电脉冲的脉宽约150us。上升前沿约60ns。每个开关间隙的放电电流和输入输出电压分别用Rogowski线圈和CuSO4水电阻分压器测试。介绍了分压器的设计和标定，分析了产生误差的原因。针对类似测试＋提出几点完善措施：测试电流线圈要密封隔水；水电阻分压器的第1级分压的分压比不能过大；调节CuSO4溶液的浓度，使水电阻的阻值满足频率响应的要求；注意分压器的放置方式；分压器和电流线圈的输出电压设计要适中。

强光一号激光触发开关的触发系统

介绍了基于强光一号实验平台的2MV级激光触发开关(LTGS)实验中触发系统的设计与应用情况。系统中使用了一台266nm四倍频Nd:YAG激光器,单次触发输出参数为80mJ,7ns,0.5mrad的激光脉冲,用于触发LTGS。激光器的触发源为两台DG535脉冲发生器,联合强光一号触发信号发生装置使用,保证了激光脉冲与开关电压峰值的同步性。触发系统在自击穿电压波峰前200ns将激光脉冲馈入开关,在充气0.2～0.3MPa条件下均能成功触发,得到了充气0.3MPa时触发抖动3.86ns的结果。

基于电阻抗技术的多通道呼吸监测系统

目的为及时检测到早期呼吸系统疾病引起的呼吸功能的改变,本研究开发了一套采用生物电阻抗技术同时监测胸部和腹部的呼吸电阻抗信号的多通道呼吸监测系统。方法本系统主要分为3个单元:电阻抗数据采集单元、多通道开关单元和控制单元。电阻抗数据采集单元完成生物电阻抗数据高精度的检测,多通道开关单元完成不同部位数据采集通道之间的转换,控制单元采用LabVIEW编程实现对电阻抗数据采集单元和多通道开关单元的控制、同步采集、数据的显示及存储。利用本系统采集5名健康人长跑5000 m前后胸部和腹部的同步呼吸电阻抗信号,采用一种新的参数定量描述胸部和腹部的呼吸电阻抗信号的同步程度。结果长跑前后胸部和腹部同步呼吸电阻抗信号的同步程度具有显著差异(P<0.01)。结论基于电阻抗技术的多通道呼吸监测系统能够有效用于多个部位呼吸电阻抗信号的同步监测,为早期呼吸系统疾病的检测提供辅助诊断信息。

闪光二号加速器气体主开关同步触发系统

设计并调试了闪光二号加速器气体主开关同步触发系统。该系统主要由同步控制部分和高压脉冲形成部分构成。整个触发过程包括同步信号的引出、整形滤波、快速比较电路传输、前级脉冲形成、高压脉冲产生。通过对同步信号的整形处理,解决了发生器电流上的高频信号干扰问题;经过快速比较电路和前级脉冲后,选取了同步信号开始工作的时间点,并形成十几V的触发信号;高压脉冲形成部分主开关采用场畸变结合预电离的方式,该结构的气体开关时间响应为50 ns,抖动小于5 ns,满足使用要求。调试结果表明:该系统输出脉冲电压幅值100 kV,前沿小于10 ns,系统的工作时延440 ns,抖动13.5 ns;可通过增加电缆长度来控制触发信号到达气体开关的时刻,实现气体主开关与Marx发生器的延时同步工作。

倾斜微反射镜快速WDM开关

1 概述一种在波分复用多路传输的光纤系统中使用的多通道开关是利用微反射镜阵列为高带宽通信链络增、减通道的。这种处于试验阶段的波分复用多路传输(简称为WDM)开关是由新泽西的贝尔实验室Lucent技术部开发的,它能提供16个通道波长选择开关且损失小、能动态寻址。