激光二極管觸發(fā)大電流GaAs 光電導開關

     成果簡介：
      用能量為4 μJ的激光二極管觸發(fā)2 mm間隙GaAs 光電導開關，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放電過程的瞬態(tài)電學特性，解釋了開關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 光電導開關可以做成一個價格低廉、集成高的超快脈沖功率源。
      成果內容提要：
      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光電導開關，得到1.45 kA強電流。該GaAs 光電導開關及其觸發(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，以及相應的技術領域。
      國外的研究組利用復雜的光學系統(tǒng)，在GaAs 光電導開關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，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 光電導開關及其觸發(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 光電導開關的觸發(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。可以得到低成本，小體積的高功率脈沖源。
      (2) 對GaAs 光電導開關觸發(fā)設計，高耐壓設計等，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)所等科研機構得到應用并獲得好評。

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