用熔石英棒作为相位共轭镜材料,在LD泵浦的激光MOPA系统中实现了在 100和400 Hz下的受激布里渊散射相位共轭.实验测得重复频率100 Hz时双通放大后的x和y方向的光束质量平方因子分别为1.74和1.66,最大反射率达到24.33% ,脉冲宽度从60 ns压缩到31.34 ns.重复频率400 Hz时双通放大后的x和y方向的光束质量平方因子分别为2.10和2.12,脉冲宽度从56.69 ns压缩到28.84 ns.

以单周期信号为例,数值模拟并讨论了注入频率和注入光场波动强度对主从式半导体激光器同步性能的影响.分别通过直接调制和外部调制两种方式获得单周期信号,并采用改进的参数--相似指数评价系统的同步性能.研究结果表明:当注入强度足够大时,系统实现注入锁定同步,外部调制的相似指数大于内部调制;注入强度恒定时,同步品质几乎不受调制指数的影响,而受调制频率的影响;由于内部、外部调制引起主激光器的输出反相,两种调制方式下同步品质随调制频率的变化趋势也相反.

从高功率激光系统中随机相位屏的统计模型出发,分析了其相位噪声及梯度的一阶和二阶统计性质.研究了完全相干光与部分相干光通过随机相位屏后的传输性质,推导得出部分相干光在经过随机相位屏后,其交叉谱密度的期望等于随机相位屏透过率函数的期望与入射光交叉谱密度的乘积.对该模型下的远场分布进行了数值模拟.结果显示,能量对称分布的完全相干光通过相位干屏后,只有通过随机相位屏透过率函数期望的远场分布是对称的;部分相干光在传输通过随机相位屏后,其谢尔模光束性质不会改变,但光强分布不再具有对称性,且强度明显降低.

以无缓冲气化学氧碘激光器(COIL)实验器件的数据计算得到的混合喷管出口参数平均值作为光腔入口条件,对6种不同构型的扩压器从光腔入口至扩压器出口的流场进行了数值模拟,得出了各流场参数分布;对不同构型扩压器的流场特点、总压恢复性能进行了分析;研究了扩压器出口背压对流场参数的影响.结果表明:对于主流无缓冲气的COIL,等截面扩压器具有较好的压力恢复性能;增大扩压器出口背压可以使扩压器的压力恢复性能提高,然而,较高的背压使激波串向光腔方向移动,从而使光腔流场受到干扰,影响光腔的光束质量.

采用体布拉格光栅(VBG)外腔来压窄并稳定二极管激光阵列(DLA)输出光束的频谱.实验结果表明:在VBG波长锁定前后,DLA输出光束的光谱宽度由1.7 nm减小到0.4 nm,压窄的光谱不随注入电流的增大发生明显变化,不随热沉的温度升高而明显漂移.VBG波长锁定后在注入电流为35 A时,输出功率为15.12 W,功率损耗约2%.

将多个光纤激光器的输出光束进行相干合成是获得高功率、高光束质量激光的有效途径.利用准部分相干光(PPCB)模型,计算了高功率光纤激光器阵列发出的部分相干光在远场的能量分布,分析了激光的时间部分相干性对相干合成的影响.计算结果表明,随着单根激光器输出光束线宽的增大,远场光斑的图样基本保持不变,但峰值功率和Strehl比随之减小.对于采用的算例,要保证远场光斑的Strehl比大于0.8,单根光纤激光器的线宽不能超过5 nm.

在城市环境下进行了3.5 km的激光大气传输实验.实验中对光强起伏和到达角起伏进行了同步测量,分析了接收光强起伏的统计特性以及传输路径上大气折射率结构常数的特性.基于实验结果,对自由空间光通信中不同闪烁指数下的衰落冗余以及不同探测阈值下的衰落概率进行了估算,从而为空间光通信系统的设计提供可靠的实验基础.

根据含损耗系数的稳态速率方程组,对掺准二能级稀土粒子光纤激光器的泵浦阈值进行了分析和完全解析求解.求得了泵浦阈值功率的显函数解析式,得到了泵浦光阈值功率随光纤位置变化的隐函数表达式,以及信号光功率和上能级粒子数随光纤位置变化的解析表达式.对所得的解进行了数值分析,并与已有的理论和实验结果进行了比较分析.结果表明:由于忽略了信号光和泵浦光损耗系数,不同近似条件下给出的泵浦阈值功率均比实验值低,但所导出的理论研究结果与已有实验结果的差异最小.

在气动和化学强激光器系统研制中,压力恢复系统扩压器设计技术研究具有重要的工程应用价值.介绍了常温空气介质情况下若干型式扩压器试验件的数值模拟和实验研究结果,针对扩压器扩张角大小、壁面之间加隔板和边界层吹气等因素对其扩压性能的影响作了对比分析.初步研究表明:激光器系统的光腔段和压力恢复系统扩压器采用较小扩张角,扩压器内腔宽度方向设置适当厚度的竖隔板,扩压器左右侧壁采用附面层吹气等措施能有效提高扩压器的扩压效率.而由于压力恢复系统扩压器宽高比很大,在扩压器内腔使用水平隔板对扩压效率没有明显提高,并且当扩压器扩张角度很小时,水平隔板反而降低了扩压器扩压效率.

利用数值模拟方法,研究波长1 064 nm、脉冲宽度介于1～20 ps的激光在刻蚀铜靶时,单次脉冲作用下非平衡场刻蚀和热平衡刻蚀两种机制的竞争过程.结果表明:随着脉冲宽度的增加,刻蚀过程由非平衡电荷分离场刻蚀占主导地位转变为热平衡刻蚀起主要作用,且脉冲宽度和激光峰值功率密度增大到一定程度后,各种电子加速机制在不同时刻开始突显,电子能量分布出现多峰结构.在能量密度为15 J/cm2的激光作用下,1和5 ps脉宽对应的非平衡场刻蚀深度分别为110和101 nm,10和20 ps脉宽分别为25和18 nm.

激光驱动飞片技术在动高压加载和模拟空间高速粒子运动规律等实验中有重要的应用价值.而激光与飞片的动量耦合模型研究是激光驱动飞片技术的重要内容之一,其实质是激光与物质的作用规律的宏观表征.以激光支持爆轰波(LSDW)理论为基础,建立了约束条件下激光驱动飞片的动量模型,模型考虑了激光功率密度、脉宽、聚焦焦斑、侧向稀疏波、飞片表面气体参数、飞片面积等因素的影响,比较全面地反映了LSDW对飞片的力学作用特性,理论计算结果与参考文献结果吻合较好,误差不超过25%.

建立了包含高阶群速色散的OPCPA 数值模拟程序,并以准相位匹配的周期极化的LiNbO3(PPLN)参量放大器为例,在信号光是中心波长1 053 nm,脉宽100 fs的飞秒脉冲经展宽器展宽800 ps的啁啾脉冲,输入能量约0.6 nJ,泵浦光波长527 nm,脉宽3 ns,初始输入泵浦光强300 MW/cm2,PPLN晶体的非共线角1.49°,极化周期9.7 μm的条件下, 对OPCPA过程前级的高阶群速色散引起的走离效应对泵浦光、信号光频谱和脉冲形状的影响等具体特性进行了数值模拟.结果表明:在合适的晶体长度下,高阶群速色散对参量转换效率的影响不大,但它对输出信号光的时间波形和频谱有较大影响,会引起脉冲时间形状畸变和频谱漂移.

使用LARED-S程序,参照NIF直接驱动DT点火靶,模拟研究了激光非均匀性对高收缩比球内爆内界面变形的影响.2维数值模拟计算表明:直接驱动高收缩比内爆对驱动激光非均匀性非常敏感,内界面流体不稳定性的发展严重破坏靶丸的对称压缩,使中心热斑的体积显著减小.以最大压缩时扰动增长幅度不超过热斑半径的1/3为限,模拟给出不同模数的低阶扰动模(模数小于等于12)对驱动激光均匀性的要求在2.5%～0.25%之间,其中模数在8～10之间的扰动模对激光功率均匀性的要求最严格,约为0.25%.

分析了相移光腔衰荡技术中由锁相放大器探测光腔输出信号一次谐波的振幅和相位随调制频率的变化曲线.拟合结果发现,联合幅频和相频曲线构造同时含有振幅和相位信息的均方差拟合函数,不同频率拟合范围得到的衰荡时间平均值为0.791 μs,最大误差由分别用幅频或相频曲线拟合得到的衰荡时间误差的8%减小到1.3%,均方差仅为0.5%.通过在拟合函数中加入系统响应时间、系统初始相位等参数,避免了相移光腔衰荡中直腔实验时测量系统频率响应曲线,提高了测量精度.

以十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)为软模板剂,采用种子法制备出三角形银纳米粒子,应用透射电镜、能量散射X射线谱仪、紫外-可见分光光度计研究了粒子的性能.结果表明:所得三角形银纳米粒子是面心立方单晶,边长随着种子加入量的减少而递增,可在20～100 nm范围内调节;CTAB以薄膜形式包覆于粒子表面阻止其氧化,粒子胶体的吸收光谱呈现典型的三角形粒子吸收峰.用扫描电镜观测到粒子在硅片上自组装成一定的2维阵列结构.

讨论了靶场光学元件在环境热载荷作用下的变形分析理论和数学描述,采用有限元分析软件ANSYS建立了靶场反射镜的模型,用靶场实测环境温度变化作为载荷,计算得到了反射镜在靶场温度变化0.3 ℃时,垂直镜面方向的变形及其在平行于镜面平面内的转角漂移.结果表明:在当前的温控条件下,光学元件在环境热载荷作用下的变形满足稳定性设计要求.并计算了几种环境温度变化下反射镜的变形和转角漂移.初步的结果表明:环境温度变化与反射镜的转角漂移成正比.

介绍了三聚氰胺-甲醛凝胶老化过程的溶剂效应及其对体积收缩的影响.从凝胶的离浆-溶胀平衡以及溶剂效应等两个方面对湿凝胶老化过程中的体积收缩作了分析,通过测量形状规则的湿凝胶在溶剂交换和老化过程中的体积变化研究湿凝胶组成、交换溶剂的成分及步骤对凝胶体积收缩的影响.结果表明:控制交换溶剂的组成能显著改善湿凝胶后处理过程中的体积收缩.合适的湿凝胶交换步骤是先使用凝胶体内液体和目标溶剂的混合溶剂进行交换,逐次增大目标溶剂的含量,直至最后使用纯目标溶剂进行交换,即可获得体积收缩较小的湿凝胶体系.

在对惯性约束核聚变(ICF)靶支撑定位功能分析的基础上,设计并制造了一套用于靶精密定位机器人系统,主要包括靶库机构、换靶机构、送靶机构和6自由度精密并联机器人机构,论述了各部分的工作原理和组成.系统在末端采用并联机器人来实现对靶的精密定位,测试了靶场环境下系统的运动指标.测试结果显示:系统可在真空条件下实现对靶的精确定位、换靶、送靶工作,靶定位精度达到μm级,定位时间随精度的提高而延长.

研究了用同步辐射源标定软X光掠入射平面镜的反射率.实验采用北京同步辐射装置(BSRF)-3W1B束线及反射率计靶室,在50～1 500 eV能区,做了C,Si,Ni和Au材料平面镜在1°～7°掠射角下的反射率标定曲线.由于3W1B束线的单色器采用变间距光栅作色散元件,光栅分光必然存在高次谐波,高次谐波严重影响光源的单色性,从而给平面镜的反射率标定值带来误差.前置滤片虽然能有效抵制高次谐波,但不能完全消除高次谐波.为此,利用透射光栅对光源做了单色性研究,给出高次谐波在不同能区所占光源强度的比例,从而对平面镜反射率标定值做出修正.

以正硅酸乙酯为前驱体,氨水为催化剂,采用溶胶-凝胶法制备了二氧化硅增透膜;通过自组装技术,用氟硅烷对膜层进行表面修饰,制得了疏水增透膜,克服了常规增透膜亲水的缺点.采用红外光谱、分光光度计、扫描探针显微镜和静滴接触角测量仪等测试手段分析了薄膜的特性.结果表明:疏水增透膜的峰值透光率为99.7%,疏水角为110°;氟硅烷自组装改性不影响二氧化硅增透膜的光学性能.

利用低压等离子体化学气相沉积法制备厚度不同的非晶碳氢薄膜,采用X射线反射法测量了非晶碳氢薄膜的密度和厚度.实验中分别采用曲线拟合法和周期估算法计算薄膜的厚度,两种方法测得的厚度平均差别为5.5%,一致性较好.利用X射线反射谱的临界角计算所得的7个样品的密度差别较小,在8%之内.

降解芯轴技术是制备激光惯性约束聚变靶丸的重要技术之一.采用热分析技术研究了聚-α-甲基苯乙烯(PAMS)热降解温度,采用裂解色谱-质谱联用技术分析了PAMS的热降解产物.研究表明:PAMS降解温度范围为260～320 ℃,在此温度下PAMS降解产物主要是α-甲基苯乙烯单体,另外还有微量四氢呋喃溶剂残留及α-甲基苯乙烯二聚体.因主链上季碳原子的存在,PAMS的热降解过程以端基裂解的解聚反应为主,单体产率超过99%.

用电子束蒸发沉积方法在X切LBO(X-LBO)晶体上镀制了两种不同膜系结构的1 064和532 nm倍频增透膜,其中一种膜系结构为基底/ZrO2/Y2O3/Al2O3/SiO2/空气,另一种为基底/0.5Al2O3/ZrO2/Y2O3/Al2O3/SiO2/空气,两种膜系结构的主要差别在于有无氧化铝过渡层.测量了薄膜的反射率光谱曲线,发现两种增透膜在1 064和532 nm处的反射率均小于0.5%,实际镀制结果与理论设计曲线的差异主要是由材料折射率的变化引起的.且对样品在空气环境中进行了温度为473 K的退火处理,结果发现两种膜系结构均表现了较优异的光学性能,氧化铝过渡层的加入使薄膜具有强的热应力性能.

为了减小馈线损耗和方便天线旋转,设计了超宽带Cassegrain双反射面天线系统.采用FEKO数值模拟软件在0.2～1.5 GHz频率范围内模拟了不同副反射面直径的4.5 m双反射面天线(焦径比为0.4)的辐射增益,并与相同口径和焦径比的前馈式反射面天线进行了比较.模拟结果表明:当双曲副反射面直径为70 cm,焦距为22.5 cm时,在0.2～1.0 GHz频率范围内,双反射面天线增益比前馈式抛物面天线高1～2 dB;在1.1～1.5 GHz频率范围内,双反射面天线增益比前馈式抛物面天线小1～2 dB.选择直径为70 cm、焦距为22.5 cm的双曲副面与TEM喇叭和4.5 m抛物面组成双反射面天线系统,分别用960 ps和3 ns脉宽的单极脉冲源对天线进行了实验研究.实验结果表明:用960 ps和3 ns脉宽的单极脉冲激励,Cassegrain双反射面天线在70 m轴上远场辐射场波形峰峰值分别为前馈式反射面天线的158%和162%.

提出了一种基于目标三角面元数据的FDTD共形网格生成方法,该方法通过投影求交计算得到目标表面各三角面元与网格线的交点,将每条网格线与三角面元的交点按坐标进行排序,根据交点的坐标及其编号的奇偶性确定FDTD共形网格的位置,并生成相应的共形FDTD计算所需的元段长度.结合处理理想导体曲面的CFDTD方法修正共形网格上的磁场递推式.数值结果证实了共形网格生成方法的正确性和在提高FDTD方法计算精度方面的有效性.

用3维PIC程序对S波段强流相对论速调管放大器(RKA)双间隙输出腔内的微波提取情况进行了模拟,给出了产生微波的详细物理图像.模拟结果表明:采用双间隙输出腔能增加束波互作用长度,使提取到的微波功率和效率得到提高.模拟得到了输出微波功率随直流渡越角、随电子束外径与漂移管之间的距离、随基波调制深度以及耦合孔径向间距变化的规律.在电子束压580 kV、束流4 kA、基波调制深度80%、引导磁场1.5 T的条件下,模拟得到周期时间平均功率800 MW,频率约2.85 GHz,周期时间平均效率34.8%的微波.

在三腔渡越管的基础上设计了一种工作在C 波段的新型低阻轴向六腔渡越管,其阻抗为15 Ω左右,采用同轴输出.该器件采用大面积发射阴极,无须外加磁场,结构简单紧凑.采用2.5维PIC软件对该器件进行了2维数值模拟,在输入电压为483 kV、电流为32.5 kA的条件下,输出微波平均功率达到3.0 GW,主频为3.75 GHz,微波模式为TEM模.微波功率效率大于19%,比普通低阻抗器件有明显提高.

介绍了一个可用于天线罩电厚度与介质材料介电常数测量的六端口反射计系统,它由对称波导五端口结与定向耦合器组成,其关键部件波导五端口结用HFSS软件仿真与设计.介绍了天线罩相对电厚度复反射系数的测量方法.用该系统对滑动短路器复反射系数进行了测量,测量结果表明,系统工作稳定,测试精度高.利用短路波导法测量了材料介电常数和损耗角正切,测量结果显示:介电常数测量的精度和稳定度较高,损耗正切的测量误差较大.

对L波段磁绝缘线振荡器(MILO)的二极管进行了研究,优化了器件的设计,以及辐射天线一体化的设计,研制出了L波段硬管 MILO.硬管MILO的实验结果是:在电压为450 kV、电流为35 kA的条件下,L波段硬管 MILO的输出微波频率为1.22 GHz,功率大于1.5 GW,微波脉宽半高宽约20 ns,功率效率约10%;硬管MILO的保真空时间超过了5 h.

CH(cross-bar H-type structure)结构是近几年提出的一种适用于低β的新型DTL(drift tube linac)加速结构,同IH(interdigital H-type structure)结构相比,CH结构可以工作在更高的频率(150～700 MHz)下,从而可以得到更高的输出能量(150 MeV).由于DTL腔体为准周期结构,通过对单元腔的MWS(microwave studio)模拟及优化,得到了工作频率为350 MHz,单核能从6 MeV到66 MeV时的腔体并联阻抗及其它腔体参数,并对腔体单元数对腔体特性参数及谐振频率的影响做了定性分析.分析表明:对于CH结构,其有效并联阻抗远大于传统的DTL结构,对于350 MHz的工作频率,在6 MeV时将近100 MΩ/m,即使在能量高达66 MeV时,其有效并联阻抗也大于40 MΩ/m;单元腔近似是一种非常有效的分析DTL加速结构的方法,单元腔计算结果和整腔计算结果相比,谐振频率的相对偏差小于1%;对于有效并联阻抗的计算,误差也在10% 之内.

介绍了北京大学光阴极注入器的核心部件3+1/2超导腔的机械性能的设计,通过ANSYS和SUPERFISH程序优化加强筋的个数和位置,解决了超导腔在脉冲条件下由于洛仑兹力引起的超导腔失谐以及当超导腔进行低温调谐时场平滑度变化过大的问题,同时针对复杂超导腔结构进行了低温调谐结构的设计.

介绍了单线法测量横向阻抗的基本原理、系统设计和初步模拟计算结果.单线法横向阻抗测量系统由待测元件/参考元件、内置导线、导线偏移调节机构、阻抗匹配段和测量仪器构成.调节机构可以精确调整内置导线的横向位置以激励偶极模式.利用微波工作室软件模拟计算待测元件(2 856 MHz"凸型"腔)的偶极模."凸型"腔横向阻抗的幅值和偶极模频率的计算结果与ABCI程序数值计算的结果基本相符,说明了单线法横向阻抗测量系统理论上的可行性.

介绍了合肥光源机器诊断光束线上具有弹簧系统的丝型光位置检测器,经过标定该检测器的线性范围大于4 mm,灵敏度约为0.197 9 mm-1.通过不同束流流强下同步光垂直尺寸的测量,发现束流流强对同步光垂直尺寸的影响不大,不需要对灵敏度进行修正.进行了无氧铜板施加正偏压的测量,在施加正偏压时能够提高线性范围和略改善信噪比.

在SILEX-1激光器上测量了超强飞秒激光与Ta靶相互作用产生的出射超热电子能谱及角分布,研究了出射超热电子加热机制.激光脉宽为 30 fs,激光功率密度为8.5×1018 W/cm2.靶前法线方向超热电子温度为550 keV.从实验结果可知:共振吸收是靶前法线方向超热电子主要加热机制,这与靶前存在大密度标长预等离子体的实验条件吻合.靶厚为6～50 μm时,靶后超热电子沿法线方向出射;靶厚为2 mm时,该发射峰消失.

为了精确地确定电子束曝光剂量与刻蚀深度间的关系,根据抗蚀剂的灵敏度曲线,采用反差经验公式来确定剂量与刻蚀深度间的关系.选用正性抗蚀剂PMMA进行曝光实验,将计算值进行曲线拟合,得到的关系曲线与实验结果基本相符.当剂量在20～35 μC/cm2间时,实验值与计算值间的差值最小,说明当剂量在此范围内时该方法能够更加精确地确定剂量与刻蚀深度间的关系.采用该方法节省了实验时间,提高了刻蚀效率.

设计了一套适用于加速器细长管道真空室的低温溅射镀TiN薄膜装置.利用该装置,对86 mm×2 000 mm的不锈钢管道真空室进行溅射镀TiN膜实验,并对镀膜实验结果进行分析,得到了适用于加速器管道真空室内壁溅射镀TiN膜的表面处理参数.样品测试结果表明:在压强为80～90 Pa、基体温度为160～180 ℃的镀膜参数下,不锈钢管道内壁获得的TiN薄膜最佳,薄膜沉积速率为0.145 nm/s.镀膜后真空室的二次电子产额明显降低.

鉴于"方形"势阱过于简单和理想,引入了反比相关双曲余弦平方势描述超晶格量子阱中的电子运动行为.在量子力学框架内,把电子的Schr(o)dinger方程化为了超几何方程, 并以Ga1-xAlxAs-GaAs- Ga1-xAlxAs量子阱为例计算了电子的带内跃迁和带间跃迁.结果表明,能级数目和跃迁能量与阱深、阱宽等系统参数有关,只需适当调节这些参数就可望实现对超晶格量子阱光电特征的调节与控制.

利用对向靶射频磁控溅射系统在Si(100)衬底上制备了ZnO薄膜,并对其进行了退火和超声处理.采用XRD,AFM和光致发光谱对其结构、表面形貌和性能进行了分析.结果表明:沉积态ZnO薄膜(002)择优取向稍差,尺寸较小,表面粗糙度较大.随退火温度的升高,颗粒粒径增大,样品的取向性和结晶度都明显变好,应力状态由压应力转变为张应力,粗糙度降低.超声处理缓解了薄膜中的张应力,晶粒尺寸更趋增大;用波长为280 nm的激发光激发薄膜时,沉积态薄膜无发光峰存在;随着退火温度升高,出现了一个378 nm的紫外峰和一个398 nm的紫峰;紫外峰峰值强度随退火温度升高不断增强,而紫峰的峰位随退火温度升高基本不发生变化,峰值强度增强;700 ℃退火后的薄膜经超声处理后,发光谱中出现了峰值波长为519 nm的绿色发光带.

在丝阵Z箍缩实验中利用CCD记录X射线辐射功率的1维时空分布图像,对光纤传输效率、图像聚焦、MCP与CCD的耦合效率等因素造成的图像失真进行了处理,利用实验实测的单光纤点扩展图像和光传输效率曲线对辐射功率分布图像进行处理,并修正光纤传输效率以及MCP和CCD间耦合效率不均匀性的影响以还原X射线辐射功率的1维空间分布信息.处理后将图像沿空间积分获得了与X射线功率谱仪相吻合的X射线辐射功率脉冲波形,同时不同发次由两系统得到的X射线波形的前沿之间也表现出了良好的一致性.

建立了一套辉光放电等离子体对电容器薄膜进行表面处理的装置.采用N2,O2及Ar三种气体对聚丙烯、聚酯和聚苯硫醚膜进行了表面处理.红外光谱分析表明:薄膜表面的生成物与薄膜种类、气体种类和处理强度密切相关.场扫描电镜显示了薄膜表面的刻蚀现象明显.处理过的薄膜,非晶相被去除,球晶暴露.能谱分析说明了薄膜中C元素下降,N,O元素增加,但总体改变量很小.处理前后薄膜的直流击穿电压没有明显改变,但刻蚀过程造成的薄膜表面粗化可帮助电容器的浸渍过程更充分,从而可提高电容器的使用场强与储能密度.

设计了用于脉冲功率装置的4 MV水介质同轴-三平板型输出开关.该脉冲功率装置将由24路相同的独立模块组成,每路模块由Marx发生器、中间储能器、激光触发气体开关、脉冲形成线、水介质脉冲输出开关、脉冲传输线等组成.水介质脉冲输出开关是同轴-三平板结构水介质多通道自击穿开关,由输入输出电极、预脉冲屏蔽板和连接部件组成.进行了有预脉冲屏蔽板结构和无预脉冲屏蔽板结构的自击穿水开关实验研究.有预脉冲屏蔽板结构开关的输入、输出电极都是半球电极,直径分别是8 cm和5 cm;无预脉冲屏蔽板结构开关为针-板结构,输入电极为平板电极,输出电极为直径3 cm的电极棒.Marx发生器充电70 kV,开关的击穿电压为3 MV,放电电流为450 kA.在3 MV等级的击穿电压下,有预脉冲屏蔽板结构开关的抖动约6 ns,没有预脉冲屏蔽板结构开关的抖动减小至3 ns.