GaAs PCSS非线性模式的触发抖动测试及合成精度研究

作     者：陈翠 

作者单位：西安理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：施卫

授予年度：2018年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：GaAs PCSS 非线性模式 时间抖动 合成精度 

摘      要：砷化镓光电导开关（Gallium Arsenide Photoconductive Semiconductor Switch-GaAs PCSS）因其优良的光电特性已被广泛地应用于各个领域。现如今,为使GaAs PCSS具有最大限度地输出功率,许多系统要求多个并联的光电导开关同时放电,这种多个并联的光电导开关就要求高的精同步控制。因此,将单个光电导开关的时间抖动减小到最小值是必不可少的。当GaAs PCSS工作在线性模式时,其时间抖动非常小,且此模式下的时间抖动测试已取得了一定的研究成果。本文利用已改进的测试时间抖动的方法,结合误差传递理论,首次研究了非线性工作模式下GaAs PCSS的时间抖动及合成精度。实验所使用的光电导开关电极间隙均为3mm,触发GaAs PCSS所用的光脉冲的波长为532nm,能量为9μJ,我们的实验结果表明,时间抖动随偏置电场的增大呈Gauss分布。当偏置电场小于13.0kV/cm时,光电导开关工作在线性模式,其时间抖动均小于120.0ps。当偏置电场增加到16.67kV/cm时,光电导开关进入非线性工作模式,时间抖动较线性工作模式时有所增加。当偏置电场为18.0kV/cm时,获得最大的时间抖动值为590.85ps,而当光电导开关的非线性工作模式稳定后,时间抖动又会有所下降,在20.0kV/cm时,时间抖动下降为172.0ps。经研究发现,时间抖动随偏置电场的这种变化规律与负微分电导有关。同时,我们对两路并联光电导开关的合成精度进行了研究,为更好的描述合成精度,引入了合成效率的定义。实验中所使用的光脉冲波长为1064nm,能量为30.0μJ,脉宽为10.0ns,结果发现,当偏置电压小于3.0kV时,合成效率均超过85%,但当偏置电压为5.5kV时,合成效率仅为67.1%。通过分析指出,造成此合成效率的差异与传输线的反射有关。