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紫外预电离TEA CO_2激光器放电特性研究

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光电子．激光 2004年第5期15卷 578-581,585页

作者：李小芬左都罗程祖海华中科技大学激光技术国家重点实验室武汉430074

结合电路分析了TEACO2激光器的动态放电过程,综合考虑了气体放电中发生的电离、吸附及复合等碰撞过程,建立详细的参数模型,得到了电子密度、放电电流及放电电压随时间变化的波形,并将模拟结果与实验结果进行了对比;模拟并分析了放电回... 详细信息

结合电路分析了TEACO2激光器的动态放电过程,综合考虑了气体放电中发生的电离、吸附及复合等碰撞过程,建立详细的参数模型,得到了电子密度、放电电流及放电电压随时间变化的波形,并将模拟结果与实验结果进行了对比;模拟并分析了放电回路中部分参量对放电特性的影响,获得了有利于激光器稳定放电的条件。

关键词： TEA CO2激光器气体放电数值模拟放电电路二氧化碳紫外预电离

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紫外预电离的参量研究

光学学报 1984年第3期4卷 239-242页

作者：谢培良王凤云张锡刚王玉芝陈哲人中国科学院上海光学精密机械研究所美国加州理工学院喷气推进实验室

用静电探针及Boxcar测量了TEA CO2激光器气体混合物及Ar、Ar-N2气体紫外预电离电子密度ne及电子温度Te,研究了ne,Te的时间关系特性,实验表明,Te衰减比ne衰减缓慢。本文也描述了CO2激光器气体混合物中的预电离机构.

关键词：电子密度激光器气体混合物电子浓度光激射器电子器件紫外预电离电子温度

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宽工作系数大容量四电极紫外预电离气体开关

高电压技术 2021年第12期47卷 4368-4376页

作者：张永鹏杨兰均路志建刘成英史宇昊李博睿西安交通大学电气工程学院西安710049 国网天津供电公司天津300000

针对兆安级放电电流、微秒级放电脉宽脉冲功率装置对气体开关的需求,设计了四电极紫外预电离气体开关,对其结构进行优化并开展研究。试验结果表明:紫外预电离和高幅值触发电压是实现开关宽工作系数短时延、低抖动的决定性因素。在峰值为... 详细信息

针对兆安级放电电流、微秒级放电脉宽脉冲功率装置对气体开关的需求,设计了四电极紫外预电离气体开关,对其结构进行优化并开展研究。试验结果表明:紫外预电离和高幅值触发电压是实现开关宽工作系数短时延、低抖动的决定性因素。在峰值为140 kV、前沿预电离气体开关的同步导通。不同工作系数之间,开关导通时延分散性(极差)<20 ns。开关具备峰值电流≥230 kA,通流能力≥18 C/次、150次试验后开关自击穿电压降低<2%,触发特性无明显劣化。所设计的气体开关解决了开关大容量以及宽工作系数短时延、低抖动的难题,满足工程应用需求,对于进一步实现并联大容量气体开关的同步导通具有重要意义。

关键词：大容量紫外预电离宽工作系数高幅值触发电压同步导通

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长脉冲紫外预电离TE CO_2激光器

中国激光 2005年第12期32卷 1599-1604页

作者：张昭吴谨王东蕾刘世明唐永新谭荣清张阔海万重怡中国科学院电子学研究所

研制了一台增益体积为1.17 L的长脉冲紫外预电离TE CO2激光器。基于Pulser/sustainer技术,设计了独立可控的双高压开关抽运电路。在激光混合气体比CO2∶N2∶He=1∶2.5∶13,总气压30 kPa时,以6 nF的Pulser电容控制100 nF的Sustainer电容... 详细信息

研制了一台增益体积为1.17 L的长脉冲紫外预电离TE CO2激光器。基于Pulser/sustainer技术,设计了独立可控的双高压开关抽运电路。在激光混合气体比CO2∶N2∶He=1∶2.5∶13,总气压30 kPa时,以6 nF的Pulser电容控制100 nF的Sustainer电容,获得稳定的辉光放电,激光比注入能量达1.607 J/(kPa.L),其中,Pulser能量不到全部注入能量的5%。另外,在保持Sustainer总电容100 nF不变的情况下,设计了两种脉冲宽度略有不同的Sustainer电路,均获得了稳定的辉光放电,实验测量了放电电压、放电电流与输出激光脉冲波形,并分析了Sustainer放电的阻抗特点。激光器采用“Z”形折叠腔结构,输出激光脉冲宽度达20μs,电光转换效率超过12.0%,最大脉冲能量为6.5 J。

关键词：激光技术长脉冲TE CO:激光器紫外预电离 Pulser/sustainer技术脉冲形成网络

基于Pulser/Sustainer技术的高重复频率长脉冲紫外预电离TE CO_2激光器

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中国激光 2009年第5期36卷 1062-1067页

作者：吴谨王东蕾刘世明唐永新中国科学院电子学研究所北京100190

详细研究了一台增益体积为1.17 L,采用pulser/sustainer技术激励的高重复频率长脉冲紫外预电离TE CO2激光器的运转特性。激光器最高脉冲重复频率100 Hz,输出激光脉冲半峰全宽(FWHM)约23.0μs。实验记录了稳定辉光放电与有起弧的辉光放... 详细信息

详细研究了一台增益体积为1.17 L,采用pulser/sustainer技术激励的高重复频率长脉冲紫外预电离TE CO2激光器的运转特性。激光器最高脉冲重复频率100 Hz,输出激光脉冲半峰全宽(FWHM)约23.0μs。实验记录了稳定辉光放电与有起弧的辉光放电时激光器的放电电压/电流波形;测量得到当sustainer充电电压从12 kV到30 kV时,激光器输出脉冲能量从约0.40 J变化上升至约4.0 J,观察到在同一sustainer充电电压下,激光器输出平均功率随脉冲重复频率线性变化;监测到激光器以sustainer充电电压22 kV,重复频率100Hz连续工作10 min时,输出平均功率仅从最大257 W下降至247 W。实验数据表明,与采用低感快脉冲放电激励相比,这种新型的长脉冲TE CO2激光器具有增益开关效应小、输出动态范围大、"起弧适应性"好、输出平均功率下降慢等特点。

关键词：激光技术长脉冲TE CO2激光器紫外预电离 pulser/sustainer技术高重复频率

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3MV自耦式紫外预电离开关的设计

强激光与粒子束 2009年第8期21卷 1255-1258页

作者：李俊娜薛斌杰贾伟陈维青汤俊萍邱爱慈西北核技术研究所西安710024

基于紫外预电离技术和阻容耦合电路研制了应用于高功率装置的三串联3MV自耦式紫外预电离开关。该开关由紫外预电离间隙和开关主间隙组成。根据同类开关在脉冲电压下的击穿数据推算出3MV开关的间隙距离，开关主间隙的电场不均匀系数为1... 详细信息

基于紫外预电离技术和阻容耦合电路研制了应用于高功率装置的三串联3MV自耦式紫外预电离开关。该开关由紫外预电离间隙和开关主间隙组成。根据同类开关在脉冲电压下的击穿数据推算出3MV开关的间隙距离，开关主间隙的电场不均匀系数为1．58。采用台阶屏蔽技术使开关有机玻璃筒外沿面最大电场小于50kV／cm，满足设计要求。设计紫外预电离间隙击穿电压为主脉冲电压的1％，理论模拟计算表明，在0．1～0．7MPa范围内，预电离间隙电压大于在此范围内间隙击穿电压，保证可靠预电离。

关键词：脉冲气体开关紫外预电离绝缘电场分布脉冲功率技术

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自耦式紫外预电离开关特性

强激光与粒子束 2008年第6期20卷 994-998页

作者：李俊娜邱爱慈蒯斌汤俊萍陈维青何小平薛斌杰贾伟毛从光西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049 西北核技术研究所西安710024

研究了300 kV脉冲电压作用下自耦式紫外预电离开关的工作原理。为了在脉冲电压下实现开关的自耦合预电离,设计了适当的分压电路及预电离结构。模拟计算表明,分压电路参数合适时,可以实现预电离间隙与开关主间隙的击穿配合。实验结果表明... 详细信息

研究了300 kV脉冲电压作用下自耦式紫外预电离开关的工作原理。为了在脉冲电压下实现开关的自耦合预电离,设计了适当的分压电路及预电离结构。模拟计算表明,分压电路参数合适时,可以实现预电离间隙与开关主间隙的击穿配合。实验结果表明:在脉冲电压作用下,调节电路参数可以有效调节紫外预电离产生时刻;在适当的时刻产生紫外预电离可以有效减小开关击穿抖动;该开关在240 ns上升时间脉冲电压作用下击穿抖动可小于3 ns,在36 ns上升时间脉冲电压作用下击穿抖动可小于2 ns。

关键词：脉冲气体开关紫外预电离抖动脉冲功率技术

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紫外预电离TEA CO2激光器的实验研究

激光与红外 2008年第2期38卷 128-131页

作者：曹建建梁思远李殿军中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

介绍了采用火花针紫外预电离高重复频率TEA CO2激光器系统的结构及其实验研究结果。该激光器的脉冲放电行为由旋转火花开关和高压脉冲触发器进行控制,并通过自动翻转电路实现对称张氏电极之间的均匀辉光放电。通过改变激光器工作气体气... 详细信息

介绍了采用火花针紫外预电离高重复频率TEA CO2激光器系统的结构及其实验研究结果。该激光器的脉冲放电行为由旋转火花开关和高压脉冲触发器进行控制,并通过自动翻转电路实现对称张氏电极之间的均匀辉光放电。通过改变激光器工作气体气压、充气配比及注入能量,测量单脉冲输出能量。实验结果表明,激光器的输出能量及电光转换效率随CO2或N2充气压改变存在最佳点,最佳点与注入能量有关。输出能量及电光转换效率与总充气压呈线性关系。该激光器在单脉冲放电条件下比在高重复频率时能够注入更多的能量和充入更高的气压,脉冲能量最大输出可达53 J以上,经过进一步地参数优化,该激光器最高的电光转换效率达到17%以上。

关键词： TEA CO2激光器紫外预电离工作气体气压和充气配比转换效率

紫外预电离TEA CO_2激光器放电过程的数值模拟

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激光技术 2004年第5期28卷 476-479页

作者：李小芬左都罗程祖海华中科技大学激光技术国家重点实验室武汉430074

建立了一数值模型模拟紫外预电离TEACO2 激光器的放电过程。结合放电电路分析了激光器的动态放电过程 ,综合考虑了气体放电中所发生的电离、吸附、复合等粒子反应 ,得到了电子密度、放电电流及放电电压随时间变化的波形 ,并将模拟结果... 详细信息

建立了一数值模型模拟紫外预电离TEACO2 激光器的放电过程。结合放电电路分析了激光器的动态放电过程 ,综合考虑了气体放电中所发生的电离、吸附、复合等粒子反应 ,得到了电子密度、放电电流及放电电压随时间变化的波形 ,并将模拟结果与实验结果进行了对比。此外 ,还模拟并分析了放电回路中部分参量对放电特性的影响 ,获得了有利于激光器稳定放电的条件。

关键词： TEA CO2激光器数值模拟气体放电紫外预电离