靶材對(duì)激光觸發(fā)真空開關(guān)工作性能的影響研究.pdf

1、大功率開關(guān)是脈沖功率技術(shù)中一個(gè)重要的研究內(nèi)容，激光觸發(fā)真空開關(guān)具有閉合延時(shí)短、觸發(fā)抖動(dòng)小、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)脈沖功率設(shè)備能量壓縮和傳輸?shù)挠行Чぞ摺Ｊ褂糜|發(fā)靶材能夠有效提高激光觸發(fā)真空開關(guān)的工作性能，且觸發(fā)靶材的添加可以減少導(dǎo)通所需觸發(fā)能量。本課題中的觸發(fā)特性定義為導(dǎo)通延時(shí)和導(dǎo)通抖動(dòng)。本實(shí)驗(yàn)選用固體Nd:YAG激光器作為觸發(fā)源，觸發(fā)靶材有氯化鉀（KCl）和鈦（Ti）的混合物、石墨、氫化鈦（TiH2）和CuCr50。
　　本研究分

2、析了LTVS的工作原理，探討了初始等離子體產(chǎn)生機(jī)制，分為三種主要的等離子體產(chǎn)生機(jī)制：1激光燒蝕，2光電效應(yīng)，3熱離子發(fā)射；對(duì)比了三種不同工作物質(zhì)的激光器：固體激光器、氣體激光器和染料激光器，本課題選用Nd:YAG激光器作為觸發(fā)源。設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其中包括實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建、基本開關(guān)結(jié)構(gòu)、激光光路設(shè)備參數(shù)。通過改變主電路電容電壓值分別為500V～4kV，改變激光源激光能量分別為20mJ～60mJ，獲得不同靶材在不同工作間隙電壓和激光能量狀態(tài)下，

3、激光觸發(fā)真空開關(guān)的觸發(fā)性能。使用靶材會(huì)影響激光觸發(fā)真空開關(guān)的使用壽命。與靶材直接相互作用的是激光和電弧，比較分析觸發(fā)次數(shù)和靶材相對(duì)位置等因素與靶材損耗的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)表明：電弧燒蝕是對(duì)觸發(fā)靶材造成破壞的主要因素，可以通過將靶材稍置于觸頭內(nèi)部來降低電弧的燒蝕破壞作用。采用微觀顯微鏡和能譜分析，初步探究了激光與靶材相互作用后，靶材表面的燒損。觸頭表面發(fā)現(xiàn)靶材碎屑，這是由于激光能量過大時(shí)，靶材濺射到觸頭表面，濺射的靶材一方面會(huì)增加靶材損耗，另一方