TEA CO_2激光脉冲整形用等离子体开关技术的进展 被引量：4

1

作者 任德明 胡孝勇 +2 位作者 周波 曲彦臣 刘逢梅 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2001年第6期449-453,共5页

TEACO2 激光脉冲整形技术是高功率、高重复率、捷变频的TEACO2 激光器研究和用TEACO2 激光产生倍频、高次谐波技术的必不可少的重要技术。等离子体开关是目前应用较广的一种简单可行的激光脉冲整形技术。综述了等离子开关技术的原理和... TEACO2 激光脉冲整形技术是高功率、高重复率、捷变频的TEACO2 激光器研究和用TEACO2 激光产生倍频、高次谐波技术的必不可少的重要技术。等离子体开关是目前应用较广的一种简单可行的激光脉冲整形技术。综述了等离子开关技术的原理和技术的发展过程 ,并对其作了简要分析 ,展望了其广泛的应用前景。 展开更多

关键词 TEACO2激光器 脉冲整形 等离子体开关 倍频 高次谐波 工作原理 输出波形

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1064nm激光诱导等离子体开关控制355nm脉宽可调输出

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作者 张芳沛 楼祺洪 +5 位作者 李红霞 韩文杰 邢宇华 董景星 沈严 薛海中 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期17-19,40,共4页

为得到脉宽可控的355nm紫外脉冲激光输出,采用1064nm脉冲激光诱导等离子体开关技术,控制355nm激光脉冲宽度,在激光电离Cu小孔内壁表面及空气击穿共同作用下,获得了2.8ns～10ns的脉宽可调输出。讨论了1064nm单脉冲输出能量对脉宽压缩的影... 为得到脉宽可控的355nm紫外脉冲激光输出,采用1064nm脉冲激光诱导等离子体开关技术,控制355nm激光脉冲宽度,在激光电离Cu小孔内壁表面及空气击穿共同作用下,获得了2.8ns～10ns的脉宽可调输出。讨论了1064nm单脉冲输出能量对脉宽压缩的影响,在无延时情况下得到了脉宽最短达2.8ns的脉冲激光输出。在此基础上,保持1064nm单脉冲输出能量不变,采用延时装置改变两光路间的光程差,以控制等离子体开关相对于355nm激光脉冲的形成时间,最终得到脉宽可调的脉冲激光输出。结果表明,等离子体开关结构简单、操作方便、适用范围广,是一种较好的脉冲整形手段。 展开更多

关键词 激光技术 脉宽可调 等离子体开关 脉冲压缩

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采用小孔等离子体开关实现TE CO_2激光窄脉冲整形

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作者 柯常军 吴天昊 +2 位作者 孔心怡 钟艳红 吴谨 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期44-47,共4页

典型的TE CO_2激光脉冲,通常由高功率窄脉冲(100 ns)和低功率长拖尾部分(3～5μs)组成。采用一种简单的小孔等离子体开关技术可以实现对低功率长拖尾部分的有效吸收和散射,保留需要的高功率窄脉冲前沿部分,达到激光脉冲压缩和整形目的... 典型的TE CO_2激光脉冲,通常由高功率窄脉冲(100 ns)和低功率长拖尾部分(3～5μs)组成。采用一种简单的小孔等离子体开关技术可以实现对低功率长拖尾部分的有效吸收和散射,保留需要的高功率窄脉冲前沿部分,达到激光脉冲压缩和整形目的。详细研究了小孔位于不同离焦距离时整形激光脉冲波形的变化,获得了整形激光脉宽、能量与离焦距离的变化关系,实现了50～110 ns的窄脉冲CO_2激光输出。进一步研究发现,小孔等离子体开关的使用寿命主要由激光脉冲能量、重复频率、整形脉冲宽度决定。通过该技术实现的窄脉冲CO_2激光可以用于极紫外光刻等离子体光源、激光雷达等领域的研究。 展开更多

关键词 激光脉冲整形 TE CO2激光 小孔 等离子体开关

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能量输运对柱状等离子体开关磁场穿透过程的影响

4

作者 徐翔 王友年 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期410-414,共5页

对于高密度、导通时间为μs级的柱状等离子体开关,利用磁流体动力学理论(MHD),对其导通阶段的磁场穿透过程进行了模拟,得到了磁场分布随时间的变化;研究了开关导通过程中能量输运导致的温度不均匀分布对磁场穿透过程的影响。模拟结果表... 对于高密度、导通时间为μs级的柱状等离子体开关,利用磁流体动力学理论(MHD),对其导通阶段的磁场穿透过程进行了模拟,得到了磁场分布随时间的变化;研究了开关导通过程中能量输运导致的温度不均匀分布对磁场穿透过程的影响。模拟结果表明:对于高密度等离子体开关,磁场以远大于磁扩散速率的速度穿透到等离子体中;在磁压对等离子体产生的压缩效应和欧姆加热效应共同作用下,激波区域的等离子体温度显著升高,这进一步加速了磁场穿透;当考虑能量输运方程时,开关导通时间为0.87μs,比等温模型的结果0.92μs短,与实验结果0.87μs相一致。 展开更多

关键词 等离子体开关 磁流体动力学(MHD) 磁场穿透 能量输运

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“强光一号”等离子体开关及负载稳定性分析 被引量：1

5

作者 罗维熙 王亮平 +3 位作者 吴刚 张信军 从培天 曾正中 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期296-300,共5页

"强光一号"等离子体断路开关(POS)及负载二极管系统工作性能不够稳定,通过分析数据指出POS等离子体源参数差异性是导致系统不稳定的主要原因。POS等离子体源参数重复性测量结果表明,在开关断路时刻等离子体源瞬时发射等离子... "强光一号"等离子体断路开关(POS)及负载二极管系统工作性能不够稳定,通过分析数据指出POS等离子体源参数差异性是导致系统不稳定的主要原因。POS等离子体源参数重复性测量结果表明,在开关断路时刻等离子体源瞬时发射等离子体密度重复性极差在10%左右,而开关区间累积等离子体密度极差超过100%。开关区间累积等离子体密度和阴极重粒子发射会对POS断路性能产生显著影响。计算表明开关区间累积等离子体密度差异对POS断路电流阈值影响达到200kA,与运行数据统计结果一致;在断路电流阈值相同的条件下,阴极物质逸出对二极管电压影响显著,MCNP程序计算结果表明,产生辐射剂量差别可以达到80%,与统计数据相当。 展开更多

关键词 等离子体断路开关 稳定性 等离子体密度 阴极物质逸出

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长导通等离子体开关断路过程的粒子模拟 被引量：1

6

作者 陈林 姜巍 王文斗 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期2103-2107,共5页

利用PIC(particle-in-cell)粒子模拟方法对长导通等离子体断路开关的断路过程进行了模拟研究。介绍了计算模型的建立和边界的处理。模拟结果揭示了断路间隙的形成过程和机制,并据此对等离子体断路开关断路阶段的现有模型进行了定性的修... 利用PIC(particle-in-cell)粒子模拟方法对长导通等离子体断路开关的断路过程进行了模拟研究。介绍了计算模型的建立和边界的处理。模拟结果揭示了断路间隙的形成过程和机制,并据此对等离子体断路开关断路阶段的现有模型进行了定性的修正,认为断路过程中Hall融蚀和静电融蚀机制将同时存在,静电融蚀在开关最终的断路中占主导作用,且静电融蚀是由于磁场排斥引起的。 展开更多

关键词 等离子体断路开关 粒子模拟 磁场渗透 断路过程

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横向激励CO_2激光器内腔等离子体开关

7

作者 T.A.Znotins 吴明强 《激光杂志》 CAS 1986年第2期112-112,共1页

横向激励CO2激光器由于输出能量和峰值功率高，所以得到了广泛应用。然而这种激光器的固有脉冲形状在一些特殊场合往往不理想，在光雷达和非线性现象研究等应用中，效果不佳。这里报道的内腔等离子体开关，装置结构简单、牢固，尤其适... 横向激励CO2激光器由于输出能量和峰值功率高，所以得到了广泛应用。然而这种激光器的固有脉冲形状在一些特殊场合往往不理想，在光雷达和非线性现象研究等应用中，效果不佳。这里报道的内腔等离子体开关，装置结构简单、牢固，尤其适用于大孔径焦耳级激光器。开关很容易插到标准激光谐振腔里面，无需任何附加光学元件或内光束聚焦。 展开更多

关键词 CO2激光器 等离子体开关 横向激励 内腔 非线性现象 激光谐振腔 峰值功率 输出能量 脉冲形状 装置结构

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100kA微秒导通时间等离子体断路开关研究 被引量：6

8

作者 陈林 孙承纬 +5 位作者 姜巍 王刚华 吴守东 姚斌 李晔 徐敏 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期135-139,共5页

研制了最大导通电流约为100kA的微秒导通时间等离子体断路开关,开展了该导通电流下的 等离子体断路开关性能实验,得到的负载电流上升时间为54～76ns,最高开关电压为1.38MV,最高电压倍增 系数达到4.9。建立了导通阶段开关区等离... 研制了最大导通电流约为100kA的微秒导通时间等离子体断路开关,开展了该导通电流下的 等离子体断路开关性能实验,得到的负载电流上升时间为54～76ns,最高开关电压为1.38MV,最高电压倍增 系数达到4.9。建立了导通阶段开关区等离子体运动的二维雪耙模型,初步数值模拟结果表明,该模型对目前 开展的实验有较好的预估能力。 展开更多

关键词 等离子体断路开关 等离子体枪 延时 等离子体密度 二维雪耙模型

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等离子体源参数对长导通等离子体断路开关性能的影响 被引量：4

9

作者 陈林 孙承纬 +5 位作者 姜巍 丰树平 吴守东 姚斌 李晔 徐敏 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期1078-1082,共5页

　研制了可工作在长导通时间(约1μs)的等离子体断路开关,实验研究了等离子体源参数,包括等离子体枪与主回路之间的触发延时、等离子体枪的工作电压以及等离子体枪的数目对开关性能的影响规律。研究结果表明,开关导通时间和开关电压随... 　研制了可工作在长导通时间(约1μs)的等离子体断路开关,实验研究了等离子体源参数,包括等离子体枪与主回路之间的触发延时、等离子体枪的工作电压以及等离子体枪的数目对开关性能的影响规律。研究结果表明,开关导通时间和开关电压随触发延时、枪工作电压和数目的增加而增加,但当开关导通时间接近主回路电流四分之一周期时,开关电压呈下降趋势。当Marx发生器工作电压为120kV且采用4个等离子体枪时,实验获得的最大电压倍增系数约为1.8。 展开更多

关键词 等离子体断路开关 等离子体枪 延时 导通时间

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用于多程放大系统光束反转器的等离子体电极电光开关(英文) 被引量：9

10

作者 张雄军 郑建刚 +5 位作者 郑奎兴 董云 鲁敬平 彭志涛 景峰 魏晓峰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期150-154,共5页

等离子体电极电光开关将用在多程放大系统光束反转器中 ,作为输出控制和抑制主放大前系统内的自激振荡 ,由于光束反转器空间限制 ,等离子体电极电光开关采用一体化结构设计。介绍了紧缩型等离子体电极电光开关特性 ,以及在多程放大系统... 等离子体电极电光开关将用在多程放大系统光束反转器中 ,作为输出控制和抑制主放大前系统内的自激振荡 ,由于光束反转器空间限制 ,等离子体电极电光开关采用一体化结构设计。介绍了紧缩型等离子体电极电光开关特性 ,以及在多程放大系统中的应用。实验结果表明 ,等离子体电极电光开关具有优良的开关性能 ,全口径静态透过率为 94 % ,开关效率为98 9% ,能够有效抑制放大器产生的自激振荡。 展开更多

关键词 等离子体电极电光开关 等离子体电极普克尔盒 光束反转器 多程放大 自激振荡 一休化结构设计

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“强光一号”等离子体断路开关及负载的数值计算 被引量：3

11

作者 王亮平 蒯斌 +2 位作者 邱爱慈 丛培天 郭宁 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期1219-1223,共5页

等离子体断路开关(POS)是“强光一号”加速器产生短脉冲γ射线的关键器件之一。应用POS融蚀模型分析了“强光一号”加速器POS与二极管系统的基本工作过程,通过该模型计算获得了POS与二极管系统的总电流以及电子束电流,计算结果与实验结... 等离子体断路开关(POS)是“强光一号”加速器产生短脉冲γ射线的关键器件之一。应用POS融蚀模型分析了“强光一号”加速器POS与二极管系统的基本工作过程,通过该模型计算获得了POS与二极管系统的总电流以及电子束电流,计算结果与实验结果吻合较好。计算结果表明,“强光一号”POS在工作时并未达到完全磁绝缘状态,其阻抗最终为21.5Ω,约有60%总电流在二极管负载导通时流过POS,且融蚀模型对POS阻抗增长预测偏高,但由于电流变化较大,二极管负载电压仍能达到4.5 MV左右。 展开更多

关键词 等离子体断路开关 二极管负载 “强光一号”

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带外加磁场的微秒级等离子体断路开关 被引量：2

12

作者 孙凤举 邱爱慈 +2 位作者 曾江涛 陈玉兰 尹佳辉 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期46-49,共4页

简述了脉冲功率电感储能技术中带外加磁场的微秒级等离子体断路开关 (MPOS)的发展现状 ,对磁场控制POS的工作机理、电极极性效应作了简单的分析。

关键词 等离子体断路开关 重复频率 外加磁场 电极极性效应

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微秒级导通时间等离子体断路开关的二维雪耙模型 被引量：2

13

作者 王刚华 陈林 +1 位作者 胡熙静 阚明轩 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期453-456,共4页

　给出了适合微秒级导通时间等离子体断路开关的二维雪耙模型的具体描述,建立了二维雪耙模型的基本方程及其差分格式,对方程进行了显式求解。通过对一个模型的计算,给出了雪耙阵面的传播图像,指出了断路开关的断开位置及附近点密度随时... 　给出了适合微秒级导通时间等离子体断路开关的二维雪耙模型的具体描述,建立了二维雪耙模型的基本方程及其差分格式,对方程进行了显式求解。通过对一个模型的计算,给出了雪耙阵面的传播图像,指出了断路开关的断开位置及附近点密度随时间的变化曲线,在该位置附近出现了等离子体薄化现象。 展开更多

关键词 雪耙模型 等离子体断路开关 网格重构 等离子体薄化

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等离子体断路开关工作仿真及特性分析 被引量：2

14

作者 赵莹 王晓明 +1 位作者 刘璐 刘宏 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期266-270,共5页

为了研究有、无外磁场的低密度等离子体断路开关(POS)工作特性,利用单元粒子(PIC)方法模拟了POS中电场和磁场的时空变化、等离子体电子的动力学行为和特性。通过对POS工作过程中的两极间的EMHD运动及其导致的磁场渗透、磁绝缘、动态过... 为了研究有、无外磁场的低密度等离子体断路开关(POS)工作特性,利用单元粒子(PIC)方法模拟了POS中电场和磁场的时空变化、等离子体电子的动力学行为和特性。通过对POS工作过程中的两极间的EMHD运动及其导致的磁场渗透、磁绝缘、动态过程中密度不均匀造成的不规则运动、场畸变等物理现象的分析,研究了POS的断路过程。仿真结果表明:外加时不变均匀角向磁场,提前了电流向负载转移的时刻、减小了电流损失,且未提高负载电流陡度,断路时在负载端得到更高的电压。研究为设计、改进POS结构和提高其断路性能提供了参考依据。 展开更多

关键词 等离子体断路开关 单元粒子模拟 角向磁场

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高密度等离子体融断开关融蚀现象的粒子模拟研究 被引量：2

15

作者 卓红斌 常文蔚 +1 位作者 徐涵 马燕云 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期573-577,共5页

利用自行研制的 2 .5维全电磁柱坐标粒子模拟程序对高密度等离子体融断开关融断区域中的融蚀现象进行了模拟研究 ,详细地介绍了计算模型的建立以及复杂边界的算法处理。模拟结果表明在融断开关导通电流的最后阶段 ,由于磁压力、磁场渗... 利用自行研制的 2 .5维全电磁柱坐标粒子模拟程序对高密度等离子体融断开关融断区域中的融蚀现象进行了模拟研究 ,详细地介绍了计算模型的建立以及复杂边界的算法处理。模拟结果表明在融断开关导通电流的最后阶段 ,由于磁压力、磁场渗透作用和非中性静电融蚀作用 ,在融断区域的阴极附近会形成一定宽度的真空鞘层。由于等离子体密度的下降以及初始真空鞘层的存在 ,使得即使只有较小的离子电流 ,融蚀机制也完全可以导致 展开更多

关键词 粒子模拟 等离子体融断开关 静电融蚀 真空鞘层 复杂边界 导通电流

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等离子体融断开关磁场Hall渗透机制的模拟研究 被引量：2

16

作者 卓红斌 常文蔚 徐涵 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期711-716,共6页

利用自行研制的 2 -1 /2维全电磁柱坐标粒子模拟程序对等离子体融断开关磁场渗透机制进行了模拟研究。模拟结果表明在磁场 Hall渗透机制特征长度远远小于等离子体离子的无碰撞趋肤深度的条件下 ,等离子体内部磁场渗透过程主要由电子流... 利用自行研制的 2 -1 /2维全电磁柱坐标粒子模拟程序对等离子体融断开关磁场渗透机制进行了模拟研究。模拟结果表明在磁场 Hall渗透机制特征长度远远小于等离子体离子的无碰撞趋肤深度的条件下 ,等离子体内部磁场渗透过程主要由电子流体运动的 Hall项来控制。对于等离子体空间分布存在较大的密度梯度的物理问题 ,必须考虑二维空间特性对磁场渗透速度的影响。在磁场已渗透经过的等离子体区域中 ,等离子体呈现非电中性 ,离子受静电场的作用会加速运动到达阴极 。 展开更多

关键词 粒子模拟 等离子体融断开关 磁场渗透 PEOS Hall项 等离子体

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不同驱动电流和电极尺寸下的等离子体断路开关性能 被引量：1

17

作者 陈林 戴英敏 +3 位作者 姜巍 吴守东 李晔 徐敏 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期1573-1576,共4页

开展了驱动电流为45,75和105 kA以及阴极直径分别为20 mm和40 mm下的等离子体断路开关性能实验研究。结果表明:随着发生器驱动电流增加,负载电流上升时间逐渐减小,最高电压倍增系数逐渐增加。与阴极直径为20 mm的等离子体开关相比... 开展了驱动电流为45,75和105 kA以及阴极直径分别为20 mm和40 mm下的等离子体断路开关性能实验研究。结果表明:随着发生器驱动电流增加,负载电流上升时间逐渐减小,最高电压倍增系数逐渐增加。与阴极直径为20 mm的等离子体开关相比,阴极直径为40 mm的等离子体开关导通时间和负载电流上升时间增加,开关电压和电流转换效率降低。实验获得的最高电压倍增系数和电流转换效率分别为4.9和97%,负载电流上升时间小于100 ns。 展开更多

关键词 等离子体断路开关 等离子体枪 触发延时

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带辅助磁场等离子体断路开关的数值模拟 被引量：1

18

作者 陈玉兰 曾正中 孙凤举 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期595-598,共4页

　利用全电磁网格粒子方法模拟了外加磁场对等离子体断路开关(POS)断路性能的影响,给出了电压倍增系数与外加磁场的关系曲线。数值模拟表明,外加轴向磁场线圈必须放在同轴型POS阴极的同侧才能显著改善开关的断路性能;当外加角向磁场时,... 　利用全电磁网格粒子方法模拟了外加磁场对等离子体断路开关(POS)断路性能的影响,给出了电压倍增系数与外加磁场的关系曲线。数值模拟表明,外加轴向磁场线圈必须放在同轴型POS阴极的同侧才能显著改善开关的断路性能;当外加角向磁场时,内电极为阴、阳极的同轴型POS的断路性能都得到了不同程度的改善。随着外加磁场的增大,电压倍增系数将达到饱和。 展开更多

关键词 等离子体断路开关 数值模拟 POS 断路性能 电压倍增系数 外加磁场 辅助磁场 脉冲功率电感储能装置 全电磁网格粒子模拟

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等离子体断路开关和电感负载间的功率流特性

19

作者 姜巍 陈林 +2 位作者 戴英敏 徐敏 王文斗 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期304-308,共5页

利用PIC (particle in cell) 方法,结合实验装置的几何结构和实验结果,采用动态开关模型,对微秒等离子体断路开关和电感负载间的功率流特性进行了研究。模拟得到了与实验结果符合较好的开关电压和负载电流波形,并给出了开关下游出现的... 利用PIC (particle in cell) 方法,结合实验装置的几何结构和实验结果,采用动态开关模型,对微秒等离子体断路开关和电感负载间的功率流特性进行了研究。模拟得到了与实验结果符合较好的开关电压和负载电流波形,并给出了开关下游出现的稀薄等离子体的密度(约 1012 cm-3)和速度(约 1 cm/ns), 同时也得到了开关下游的空间电流分布。模拟结果表明,开关下游的结构应避免阻抗突变以减少电流损失,同时提高开关阻抗可有利于提高负载上的最大功率。 展开更多

关键词 电感储能 等离子体断路开关 功率流特性 PIC模拟

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等离子体断路开关装置上的多丝Z箍缩初步实验

20

作者 陈林 姜巍 +5 位作者 吴守东 李晔 徐敏 丰树平 谢卫平 邓建军 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期2105-2108,共4页

开展了基于等离子体断路开关的脉冲功率源驱动多丝Z箍缩负载初步实验，实验中采用了2根或4根钨丝组成的环形阵列，其中钨丝的直径分别为7μm和20μm。利用高速扫描摄影获取钨丝电爆炸和箍缩过程中等离子体自发光的物理图像。实验结果表... 开展了基于等离子体断路开关的脉冲功率源驱动多丝Z箍缩负载初步实验，实验中采用了2根或4根钨丝组成的环形阵列，其中钨丝的直径分别为7μm和20μm。利用高速扫描摄影获取钨丝电爆炸和箍缩过程中等离子体自发光的物理图像。实验结果表明：导通电流为105kA的等离子体断路开关将67%～78%的电流转换至金属丝阵负载上，负载电流上升沿为84-110ns。高速扫描相机观察到了钨丝电爆炸形成晕等离子体及其向轴线箍缩和后期向外膨胀的物理过程。 展开更多

关键词 等离子体断路开关 Z箍缩 晕等离子体

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