强大的皮秒发生器在实验电物理的各个领域都有需求,用于在真空二极管中产生超短波电子束和x射线脉冲,并在气体中形成失控的电子流。
它们在高功率微波电子学中也有应用,但研究人员一直在努力获得更短、更强的脉冲。
在AIP出版的《科学仪器回顾》中,杏耀招商科学家们展示了紧凑的固态脉冲发生器可以产生持续时间不到十亿分之一秒、功率高达500亿瓦的电脉冲。
“相比之下,中国最强大的水力发电厂的输出功率为225亿瓦,”报告作者之一谢尔盖·拉金(Sergei Rukin)说。
改进皮秒发电机和掌握皮秒范围内更高的峰值功率水平,为未来几年的新应用奠定了基础。
“在过去的60年里,强大的纳米级脉冲设备的发展也是如此,”Rukin说。
首先发展了具有独特参数的发电机,然后出现了用于医疗和工程应用的大功率微波电子和x射线成像设备等应用领域。
固态半导体开关发生器的输入脉冲持续时间为纳秒,在功率上由铁氧体回转磁力线上的三级磁压缩器放大,
杏耀主管团队 ,持续时间减少。
在输入脉冲持续时间和线内产生的振荡周期接近的情况下,每一级的线以磁压缩线模式运行。
在脉冲持续时间的皮秒范围内,记录了较高的峰值功率值以及输出电压和功率的上升速率。
一个令人惊讶的特点是,杏耀招代理在脉冲压缩系统中既不需要关闭开关也不需要打开开关。脉冲的功率放大和时间压缩是在脉冲通过磁压缩线的过程中自动发生的。
研究人员正致力于能量压缩的另一个阶段,该阶段可用于产生强大的微波振荡,并研究各种介电介质在极高电场下放电的发展。