1 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
3 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光工程技术实验室, 上海 201800
2 μm波段单频脉冲激光是用于大气风场及大气CO2浓度探测激光雷达的核心光源,根据不同的应用需求,系统阐述了2 μm波段连续单频激光器、高重复频率脉冲激光器、低重复频率脉冲激光器的研究历程,并着重分析了各自的技术特点,最后对单频2 μm波段全固态激光器的发展趋势作了展望。
全固态激光器 单频激光器 高重复频率脉冲激光器 低重复频率脉冲激光器 激光与光电子学进展
2020, 57(5): 050006
西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
研究了重复频率HF脉冲激光器的气体介质对激光输出能量稳定性的影响规律。计算结果表明,激光器放电区内SF6的解离率约为1.5%(略高于实验测量值),工作气体介质的消耗速率为2.2×10
15 (cm
-3·s
-1),但消耗量比气体的初始量小3~4个量级。通过合理控制激光器内HF的分子浓度,并适时补充激光器气体介质,可以提高激光器输出能量的稳定性。激光器输出能量变化分为过渡阶段和维持阶段,其中过渡阶段决定了重复频率工作模式下HF激光器的总体出光能力。计算结果可为重复频率非链式HF脉冲激光器设计提供技术支持。
激光器 中红外激光 重复频率脉冲HF激光器 动力学分析 封闭循环
解放军信息工程大学 信息系统工程学院, 郑州 450001
基于无人机GPS接收机干扰容限, 分析了GPS超宽谱强电磁脉冲效应机理, 开展了高重复频率超宽谱电磁脉冲干扰机对典型微型无人机的效应试验, 测试分析了在不同位置、不同高度、不同状态、不同飞行模式下无人机GPS接收机的高重复频率超宽谱电磁脉冲干扰效应。试验结果表明, 高重复频率超宽谱电磁脉冲对无人机GPS、图传系统、下视传感器均有不同程度的干扰作用, 导致无人机无法正常起飞、失控等异常现象, 验证了高重复频率超宽谱电磁脉冲干扰GPS接收机的可行性。
电磁脉冲效应 超宽谱 高重复频率脉冲 无人机 电磁干扰 GPS GPS electromagnetic pulse effect ultra-wide spectrum high-repetition pulse drone electromagnetic interference 强激光与粒子束
2019, 31(2): 023001
航天工程大学激光推进及其应用国家重点实验室, 北京 101416
激光诱导等离子体点火(LIPI)具有点火位置可调、点火延迟时间短、无侵入式结构等优点,有取代电火花点火的潜力。从火焰核形成与发展的角度介绍了LIPI的基本物理过程,分析了点火过程中的能量沉积和转化。在现有研究的基础上,对包括激光烧蚀等离子体点火、多点激光等离子体点火、预电离辅助激光等离子体点火和重复频率脉冲激光等离子体点火的性能进行了评价,并分析了每种方法的优缺点。指出了当前激光等离子体点火系统存在的问题,包括点火机理不完善、对非预混燃烧系统的点火特性研究不足、最小点火能量高等,并提出了下一步的研究方向和建议。
激光光学 激光诱导等离子体点火 激光烧蚀 预电离 重复频率脉冲激光 激光与光电子学进展
2018, 55(3): 030010
1 长冈技术科学大学 极限能量密度工学研究中心, 新泻县 长冈市 940-2137
2 脉冲功率技术研究所株式会社, 滋贺县 草津市 520-0058
利用传输线中的电感单元和电压叠加的方式来获得纳秒(ns)级矩形高压脉冲是一种全新的思路。描述了这种发生器的基本原理, 并利用同轴电缆和MOSFET开关制作了两种原型脉冲发生器(单线型和双线型)来论证此方案的可行性, 并进行了初步实验验证, 在四模块叠加的情况下, 分别实现了4 kV/20 A, 20 ns和2 kV/40A, 20 ns的短脉冲。实验结果表明, 电感型脉冲形成线电压叠加器是一种有潜力的紧凑型高压脉冲发生器。
高电压 纳秒脉冲 高重复频率脉冲高压发生器 电力电子 气体放电 高功率脉冲开关 high voltage nanosecond pulse high repetition rate pulsed high voltage generator power electronics gas discharge high power pulse switch 强激光与粒子束
2018, 30(2): 025006
北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
在不同占空比的重复频率脉冲激光辐照下，数值模拟了金属材料前、后表面的温升特性和烧蚀深度变化规律，考察了材料厚度和物性的影响。模拟结果表明，材料前表面温升曲线呈齿状；激光占空比越小或者材料越薄，材料后表面温度越高，烧蚀越深；与连续激光相比，重复频率脉冲激光更有利于金属材料的加热及烧蚀。
激光技术 激光烧蚀 有限元方法 重复频率脉冲激光 中国激光
2016, 43(10): 1001006
1 北京理工大学 机电学院， 北京 100012
2 复杂地面系统仿真重点实验室， 北京 100012
3 中国人民解放军63961部队， 北京 100012
介绍了一种基于感应叠加技术的重复频率脉冲源,分析了同轴屏蔽输出结构磁场的分布。实验时，充电电源工作电压为25 kV，脉冲输出重复频率为20 Hz，2个氢闸流管器件参数相差较大，栅极触发时钟存在约5 ns延时。实验结果表明：氢闸流管触发稳定可靠，输出的脉冲前沿及稳定性仍然不受影响，输出脉冲幅值约为50 kV，证明了感应叠加技术应用于气体开关的可行性。
氢闸流管 感应叠加 重复频率脉冲 磁场 火花开关 触发时钟 hydrogen thyratron inductive-adder repetition frequency pulse magnetic field spark switch trigger clock 强激光与粒子束
2014, 26(6): 063201
西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室，陕西 西安 710024
设计了一种用于高重复频率脉冲激光能量测量的峰值保持电路。电路由电荷积分器、2阶低通滤波器、时间延迟触发器和峰值保持器组成，通过将光电流脉冲转换成电压脉冲，电压脉冲的峰值与对应电流脉冲所包含的能量成正比。实验测量结果表明：该电路可以测量脉宽＜10 ns，重复频率≥2 kHz的重频窄脉冲激光的脉冲能量，且工作稳定，其线性动态范围≥140倍。该电路可应用于光电阵列探测系统中，能实现较高的空间分辨力。
激光能量测量 高重复频率脉冲激光 峰值保持电路 电荷积分器 laser energy measurement high-repetition-rate pulse laser peak value hold circuit charge integrator
1 北京理工大学 机电学院, 北京 100081
2 中国人民解放军 63961部队, 北京 100012
3 安徽工业大学 电气信息学院, 安徽 马鞍山 243002
介绍了小型平板型有界波模拟器的研制和实验, 包括基于氢闸流管感应叠加技术的双指数波重频脉冲源的研制、输出同轴屏蔽结构的设计与输出变压器磁场分布的计算、小型平板型辐射器的设计及工作区内电场的计算与仿真, 给出了辐射器工作区内电场初步测量的结果。实验结果表明:即使在感应叠加单元的氢闸流管器件和栅极触发时钟的参数存在差异的情况下, 辐射器的工作区内电场基本上符合线性叠加原则。
氢闸流管 感应叠加 重复频率脉冲 同轴屏蔽结构 有界波 hydrogen thyratron inductive adding technique repetition frequency pulse coaxial shielding structure bounded wave
研制了一种重复频率快脉冲硬X射线发生器,该发生器的主要设备包括纳秒脉冲功率源、亚纳秒脉冲发生器、功率负载二极管装置、真空系统和二极管运行监测探测器5部分.对该发生器的工作原理、结构特点进行了介绍,通过建立的发生器运行电参数监测以及辐射场参数测量手段,对源的运行电流、电压参数以及辐射场参数进行了初步监测和分析,并考验了源运行的稳定性.结果表明:该发生器结构以及运行方式灵活、稳定性好,实现了射线的能量上限、能谱、强度、脉宽等多种重要参数在线可调,且射线有一定的强度,可以为快响应探头标定等实验提供合适的纳秒、皮秒脉冲硬X射线辐射场.
亚纳秒脉冲 重复频率脉冲功率源 硬X射线 二极管
