光子学报
2023, 52(11): 1111005
强激光与粒子束
2023, 35(5): 055004
强激光与粒子束
2022, 34(7): 075008
中国科学院 安徽光学精密机械研究所, 合肥 230031
研制了一台采用紫外火花预电离和横向放电结构的非链式电激励脉冲HF激光装置,采用氢闸流管结合一级磁脉冲压缩开关的高功率电激励系统。实验研究了激光工作介质SF6,H2不同压强比和总工作气压对激光输出能量的影响,得出了最佳气体组分,确定了最佳工作气压。总气压在8.8 kPa,气体组分H2与SF6气压比为1:9时,获得最佳的激光输出,输出能量达到1.3 J,激光器的光电转换效率达到2.4%。
非链式 HF激光器 磁脉冲压缩开关 紫外预电离 non-chain HF Laser magnetic pulse compression switch ultraviolet spark pre-ionization 强激光与粒子束
2016, 28(8): 28081003
中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽省光子器件与材料重点实验室, 安徽 合肥 230031
设计了一种紧凑型放电引发非链式氟化氘(DF)脉冲激光器,引入基于闸流管的一级磁脉冲压缩高压快上升沿放电引发回路,形成39.5 kV、100 ns上升沿高压快脉冲。紧凑型张氏放电电极结合紫外(UV)火花预电离,在电极间距为30 mm激活区形成均匀辉光放电,注入能量密度达190 J/L。激光谐振腔选用平平腔结构,激光工作气体采用SF6和D2,其气体配比优化为10:3,此时获得最大能量输出为877 mJ,电光转换效率为1.9 %,脉宽约200 ns,光斑为30 mm×9 mm。
激光器 化学激光 非链式氟化氘激光 磁脉冲压缩开关 张氏电极 工作气体配比
中国科学院 安徽光学精密机械研究所 激光技术研究中心,合肥 230031
为了解决高重复率下准分子激光电源磁脉冲压缩开关的磁芯复位问题,以理论分析为指导,结合磁开关工作特性,设计了一种磁芯精确复位电路,该电路可快速精确复位饱和后的磁开关。将此复位系统应用于准分子激光器脉冲电源测试其性能,复位电流在磁开关饱和后200μs内平息振荡。结果表明,这一磁芯复位系统可满足4kHz重复率下脉冲电源的复位要求。此研究对今后高重复率准分子激光电源的设计是有帮助的。
激光器 复位系统 磁脉冲压缩 脉冲电源 准分子激光 lasers reset system magnetic pulse compression pulse power excimer laser
中国科学院安徽光学精密机械研究所激光技术中心, 安徽 合肥 230031
实用型大能量高功率准分子激光器广泛地应用于材料的加工及表面处理, 介绍了其在液晶平板显示行业、 太阳能光伏行业、半导体行业及汽车制造业的应用。分析了大能量高功率准分子激光器的关键技术, 如大面积均匀放电技术,预电离技术,高压快脉冲激励技术以及为了得到更大的脉冲能量及功率输出而采用的双腔同步技术。
激光技术 准分子激光 大能量 高功率 磁脉冲压缩 激光退火 laser techniques excimer laser large energy high power magnetic pulse compression laser annealing
1 中国科学院 安徽光学精密机械研究所, 合肥 230031
2 中国科学院 安徽光学精密机械研究所, 合肥 23003
研制了一台KrF大能量准分子激光器,激光器采用紧凑型Chang电极与紫外火花预电离的结合,实现了激活区大面积的均匀辉光放电,利用LC反转倍压以及一级磁脉冲压缩技术在放电电容上实现了峰值电压40 kV、脉冲上升时间约为100 ns的高压快脉冲激励。研究了工作气体含量对激光器能量输出的影响,在总气压3.3×105 Pa,F2/He,Kr,Ne体积分数比值为1.97∶3.18∶94.85,充电电压27 kV时,得到了738 mJ的单脉冲能量输出,激光近场光斑30 mm×14 mm,在充电电压23 kV时,全电效率最高,达到2.0%。
准分子激光器 激光退火 大能量 磁脉冲压缩 excimer laser excimer laser annealing large energy magnetic pulse compression 强激光与粒子束
2013, 25(11): 3060
中国科学院 安徽光学精密机械研究所, 合肥 230031
由于寿命制约, 准分子激光器使用的传统放电开关闸流管不能满足准分子激光器高重复频率长期稳定工作运行的要求。设计了基于两级磁脉冲压缩技术的全固态脉冲功率模块, 使用大功率半导体开关结合脉冲升压变压器产生μs级的高压脉冲, 利用磁脉冲压缩技术将上升时间为μs级高压脉冲压缩至满足准分子激光器使用的上升时间为0.1 μs级高压脉冲。在ArF准分子激光头上放电, 获得激励脉冲的上升时间约为90 ns, 放电电压16.5 kV, 重复频率达到1 kHz, 两级磁脉冲压缩开关能量传递效率达59.1%。
准分子激光器 全固态脉冲功率模块 磁开关 磁脉冲压缩 excimer lasers all solid state pulsed power module magnetic switch magnetic pulse compression
张东东 1,2,*周媛 1,2,3,4李文峰 1,2,3许家雨 1,2,3[ ... ]徐蓉 1,2
1 中国科学院 电工研究所, 北京 100190
2 中国科学院 电力电子与电气驱动重点实验室, 北京 100190
3 中国科学院 研究生院, 北京 100049
4 天津职业技术师范大学 自动化与电气工程学院, 天津 300222
设计制作了全固态高重复频率磁脉冲压缩发生器,最高重复频率5 kHz,脉宽70 ns,通过调节初始储能电容上的电压可在500 Ω阻性负载上获得4~40 kV连续可调的输出电压。通过分析简化的磁压缩末级回路,分析了预脉冲产生的过程,得出了预脉冲的电压表达式,选取适当的磁芯相对磁导率,经过求解,得出在磁开关未饱和电感一定时预脉冲随负载阻值变化的曲线簇,从曲线中可以看出:随着负载的阻值的增大,预脉冲的峰值绝对值也增大;在负载恒定的情况下,增大磁开关未饱和电感的大小可以显著地减小负载两端预脉冲的峰值绝对值,这要求磁开关磁芯有更高的相对磁导率。
脉冲功率 磁脉冲压缩 磁开关 可饱和脉冲变压器 pulsed power magnetic pulse compression magnetic switch saturable pulse transformer