不同极性激光触发真空开关触发机制研究

发布时间：2022-01-06 15:29

　　激光触发真空开关（LTVS）的触发特性主要取决于初始等离子体的产生及发展特性。基于可拆卸真空腔体搭建实验电路,改变激光功率密度、激光焦斑面积、电场强度、电极间距等参数,结合不同极性下LTVS内初始等离子体产生及发展过程,分析相应条件下锥靶LTVS的触发特性。实验结果表明:正极性LTVS触发特性明显优于负极性LTVS。增加激光功率密度、增加激光焦斑面积、增加间隙内电场强度及缩短电极间距可有效减少LTVS触发时延。随着激光功率密度的增加,LTVS触发时延逐渐降低且趋于稳定;正负极性LTVS触发时延差距随激光功率密度增加明显减小,在激光功率密度为14.98×10⁷W/cm²时两者差距仅为6.5ns。 

【文章来源】：电工技术学报. 2020,35(15)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

可拆卸双间隙真空腔体Fig.1Detachabledoublegapvacuumchamber

Ｓ捎诘缱?初速度较高，间隙电压变化对其加速效果的影响并不显著，故正极性开关触发时延随电压的变化不如负极性明显。图4不同工作极性下LTVS触发时延Fig.4Thetriggertime-delayofLTVSwithdifferentworkpolarities根据上述实验结果分析，由于间隙电场对初始等离子体加速效果的差异，工作电压变化对负极性LTVS触发特性的影响要明显强于正极性开关。为进一步验证这一观点，结合间隙电场仿真，控制真空间隙内单位距离的电场强度不变，仅改变电极间距，即初始等离子体的运动距离，研究相应条件下LTVS的触发特性。图5为电极间距8mm时间隙内电场分布，取图中距间隙中心等间距两条直线上所有点电场强度的平均值作为主间隙电场强度。由上述方法可确定图5a中工作电压为12kV，主间隙电场强度为1kV/mm；图5b中工作电压为9kV，主间隙电场强度为0.75kV/mm。图5电极间距8mm时间隙内电场分布Fig.5Electricfielddistributioninthegapwhenelectrodespacingis8mm结合电场仿真与实验数据，不断调整电极间距与工作电压的对应关系，使间隙内电场强度分别为1kV/mm和0.75kV/mm。由上述方法得到电极间距、工作电压以及电场强度三者之间关系见表1和表2。

【参考文献】：
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本文编号：3572708