脉冲功率技术是将脉冲能量进行压缩,获得高功率、短脉冲的技术,是应军事和民用需求发展起来的新兴技术。脉冲功率技术不但在高功率微波、加速器、强激光以及材料改性等军事领域具有重要作用,而且在生物医疗、食品灭菌、污水处理等民用技术领域也具有优势。目前大多数实用脉冲功率系统装置都存在体积庞大、笨重的缺点,研制轻便、紧凑、高重复频率脉冲功率装置是该领域技术必然趋势。国外开展了较多的基于堆叠式Blumlein脉冲形成线的紧凑型固态脉冲功率研究。F Davanloo 等研制了功率为50 MW~70 MW,重复频率为1 Hz~300 Hz的堆叠式Blumlein 脉冲发生器,在匹配负载上获得了超过80 kV 的高压脉冲。M Joler 开展了基于平板Blumlein脉冲形成线的紧凑型脉冲功率系统的优化设计与分析。G J Caporaso 等开展了介质壁加速器中堆叠式Blumlein紧凑型脉冲功率的研究]。近年来,国内也开展了基于铁电陶瓷、高介电常数复合材料的固态传输线的初步研究。这些研究都表明,基于固态Blumlein 脉冲形成线是研制紧凑型脉冲功率源的主要方法。由于固态传输线具有高介电常数和击穿场强(即具有高储能密度),同时兼具低介电损耗和高电阻率等优点,因此基于固态平板传输线的脉冲功率源装置本身具有轻便、紧凑等优点。本文开展了基于GaAs 光导开关和陶瓷平板传输线的固态脉冲功率技术研究,单路固态Blumlein 线在失配设计时可输出超过20 kV 脉冲电压,GaAs 光导开关的非线性导通容易导致光导开关热击穿损坏。
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