激光二極管觸發(fā)大電流GaAs 光電導(dǎo)開關(guān)

     成果簡介：
      用能量為4 μJ的激光二極管觸發(fā)2 mm間隙GaAs 光電導(dǎo)開關(guān)，在偏置電壓為6 kV的條件下，在0.1Ω 負載上得到1.45kA的強流電脈沖。利用電路模型和光激發(fā)電荷疇理論分析開關(guān)放電過程的瞬態(tài)電學(xué)特性，解釋了開關(guān)工作在非線性模式但是沒有出現(xiàn)lock-on現(xiàn)象的原因。該GaAs 光電導(dǎo)開關(guān)可以做成一個價格低廉、集成高的超快脈沖功率源。
      成果內(nèi)容提要：
      本研究在6 kV偏置電壓，140 nF儲能鉭電容下，4微焦弱光觸發(fā)GaAs光電導(dǎo)開關(guān)，得到1.45 kA強電流。該GaAs 光電導(dǎo)開關(guān)及其觸發(fā)源系統(tǒng)作為超快高功率脈沖源，具有光電隔離，其應(yīng)用背景是武器點火裝置，可以有效抵御電磁干擾，提高可靠性；同時，作為超快高功率脈沖源，可用于電子干擾與對抗，以及相應(yīng)的技術(shù)領(lǐng)域。
      國外的研究組利用復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，在GaAs 光電導(dǎo)開關(guān)表面獲得多條線狀電流絲的方法，用毫焦量級激光觸發(fā)1 cm間隙開關(guān)，在偏置電壓為60 kV時，得到kA量級的電流。
      該工作在偏置電壓低于國外研究組1個數(shù)量級，觸發(fā)光能量低于國外3個數(shù)量級的情況下，利用單個商用激光二極管獲得kA量級的大電流。該GaAs 光電導(dǎo)開關(guān)及其觸發(fā)系統(tǒng)具有全固態(tài)、體積小、價格低廉的優(yōu)勢。
      作品創(chuàng)新點主要為：
      (1) GaAs 光電導(dǎo)開關(guān)的觸發(fā)光源用激光二極管，替代傳統(tǒng)的提及龐大的固體激光器�？梢缘玫降统杀�，小體積的高功率脈沖源。
      (2) 對GaAs 光電導(dǎo)開關(guān)觸發(fā)設(shè)計，高耐壓設(shè)計等，使得在微焦量級弱光觸發(fā)下，在亞歐姆負載上得到kA量級的強流電脈沖。
      (3) 利用電路模型和光激發(fā)電荷疇理論解釋電脈沖波形沒有出現(xiàn)lock-on現(xiàn)象的原因。
      社會反映：
      該研究成果在中國工程物理研究院、中國兵器集團213所、西安光機所、上海微系統(tǒng)所等科研機構(gòu)得到應(yīng)用并獲得好評。

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