基于整形飞秒激光脉冲泵浦光电导天线的宽带太赫兹辐射研究

飞秒激光脉冲泵浦光电导天线可以产生宽带太赫兹脉冲辐射。采用具有缓慢上升--快速下降整形脉冲包络的飞秒激光脉冲与光电导天线作用产生宽带太赫兹辐射,基于Drude-Lorentz模型计算了太赫兹辐射的规律,并讨论了激光脉冲脉宽和半导体载流子寿命对太赫兹辐射产生的影响。研究结果表明,尽管这种整形飞秒激光脉冲的能量有所损失,但是这种泵浦方式能够比普通飞秒激光脉冲泵浦光电导天线产生更宽的太赫兹辐射。该结果为实验上基于光电导天线产生宽带太赫兹脉冲辐射提供了新的思路。

10kV重复频率方波脉冲源的研制

为进行绝缘材料在快前沿高压脉冲作用下的局部放电和绝缘老化的试验研究,研制了1台最高输出电压为10kV的重复频率高压方波脉冲发生器。该方波发生器采用可调直流高压电源和储能电容器作为能源系统,利用半导体固态开关作为主放电开关控制脉冲宽度和重复频率,通过脉冲放电回路在负载上形成所需的电压脉冲。其半导体固态开关采用具有低耦合电容的紧凑型快速高压金属氧化层半导体场效应晶体管(MOSFET)开关,通过复杂可编程逻辑控制器(CPLD)可编程逻辑电路实现开关通断控制。实测结果表明,该脉冲源可以产生脉冲上升沿约为80ns、最小脉冲宽度为320ns的高压准方波脉冲,最高输出幅值达到±10kV,脉冲重复频率的可调范围为1～3kHz,性能指标满足绝缘材料的局部放电以及绝缘老化试验的要求。

采用DSP和CPLD的100kV高压脉冲电源控制系统

高压脉冲电源是中性束注入加热装置中的主要系统之一,该电源具有输出电压0～100kVDC可调,最大电流100A,电压调整精度<1%,纹波(峰-峰)<2%,电流上升时间≤20μs,关断时间≤5μs等特点。控制系统的好坏将直接影响电源的运行,为此,主要研究了基于数字信号处理器(DSP)和复杂可编程逻辑控制器(CPLD)的高压脉冲电源的控制系统,CPLD可实现电源模块内部故障信号逻辑运算、绝缘栅双极晶体管(IGBT)和晶闸管(SCR)的分合;DSP主要实现与上位机的光纤通信。通过60kV/100A实验及测试的结果表明,该控制系统是可行的。