1 上海理工大学 机械工程学院,上海 200093
2 中国科学院 苏州生物医学工程技术研究所,江苏 苏州 215163
纳秒脉冲电场消融要求在100 Ω负载上产生数千伏的纳秒脉冲,加快脉冲前沿有利于获得更窄的纳秒脉冲。提出了一种具有快速前沿的固态Marx发生器,在每级电路中插入一个电感,并且让放电管和充电管同时导通数十纳秒,等放电管完全开通后,关断充电管,对负载进行放电,以消除放电管和放电回路杂散电感对脉冲前沿的限制,获得具有快前沿的高压脉冲。搭建了32级Marx样机,实验中通过调节直通时间,在100 Ω的低阻负载上获得了电压上升沿35 ns、脉宽800 ns、电流186 A的高压脉冲。对比并分析了充电管和放电管直通时间对上升沿的影响,发现直通时间越长,脉冲电流的前沿越快。输出端的峰值电流最大可达186 A。表明该脉冲电压源可以有效地提高电流的输出,提高系统带载能力。该方案相比于传统的改进方法,提高了系统抗干扰能力的同时,也减少了所使用开关管的数量,降低了脉冲电源的成本。
全固态Marx发生器 大电流 方波脉冲 上升沿 all solid-state Marx generator high current square wave pulse rising edge 强激光与粒子束
2024, 36(2): 025003
强激光与粒子束
2024, 36(2): 025006
1 上海理工大学 机械工程学院,上海 200093
2 中国科学院 苏州生物医学工程技术研究所,江苏 苏州 215163
通过调节反向偏置电压可以改善电场渗透对质谱仪的影响,提高质谱仪的分辨率。为了满足质谱仪对脉冲电场的不同要求,提出了一种可以同时输出两路极性相反脉冲电场的脉冲电源,且高压正脉冲叠加幅值可调的直流负偏置电压。该电源只需一个充电源便可以产生正负两路脉冲电场。分析了串联开关同步驱动效果,随后通过增加补偿绕组和并联电阻优化了串联电容的分压不均的问题,并验证一个磁芯加多个副边绕组的方案可进一步降低充电电压不均。最终实现了4个电容器的充电电压与平均电压相差不超过0.1%。搭建了一台4级的电源样机,实验表明,其可以在容性负载上产生一路幅值为0~1.5 kV、脉宽为2~10 µs可调的高压正脉冲且叠加幅值为0~−200 V的反向偏置电压,和一路幅值为0~−1.5 kV、脉宽为2~10 µs可调的高压负脉冲,频率高达10 kHz,正负脉冲的前沿均小于30 ns,脉冲波形平稳。该脉冲电源结构紧凑,并且输出电压、脉宽、频率均连续可调。
高压脉冲电源 脉冲发生器 脉冲电场 方波脉冲 谐振充电 high-voltage pulsed power supply pulse generator pulsedelectric field rectangular pulse resonant charging 强激光与粒子束
2024, 36(3): 035002
强激光与粒子束
2023, 35(2): 023004
淮北师范大学物理与电子信息学院,安徽 淮北 235000
报道了L波段掺铒光纤激光器中调Q锁模类噪声方波脉冲的演化特性。通过改变泵浦功率以及偏振状态,激光器可以在1600 nm处实现类噪声方波脉冲的连续波锁模和调Q锁模运作。类噪声方波脉冲基频锁模重复率为1.64 MHz,最大脉冲宽度为17.51 ns。类噪声方波脉冲调Q锁模的重复率可从8.14 kHz调谐至18.18 kHz,调Q锁模包络宽度与方波脉冲宽度随泵浦功率演化趋势相反,调Q包络的最高平均能量可达1115.5 nJ,包络内方波脉冲的最大平均能量可达24.89 nJ,方波脉冲的峰值功率维持在1 W左右。该实验结果有助于人们深入理解L波段调Q锁模类噪声方波脉冲的动力学特性。
激光器 光纤激光器 非线性偏振旋转 类噪声方波脉冲 调Q锁模 激光与光电子学进展
2022, 59(13): 1314003
强激光与粒子束
2022, 34(5): 055001
1 首都师范大学物理系太赫兹光电子学教育部重点实验室北京成像理论与技术高精尖创新中心, 北京 100048
2 陕西历史博物馆, 陕西 西安 710061
3 陕西省考古研究院, 陕西 西安 710043
本文介绍利用方波激励红外热像法对陕西蒲城元代墓室壁画的无损检测评估结果,为此提出一种重建材料蓄热系数的三维热层析成像定量评估方法,并与脉冲相位热成像法以及主成分热成像法的后期处理结果进行分析比较。实验结果表明,三种方法均能够提高缺陷的检测能力,但三维热层析成像方法可以实现壁画内部病害分布的定量三维评估。最后对其中一整幅壁画进行三维热层析成像,所提方法可以实现空鼓、裂纹、墙体支撑结构的检测和评估,可为壁画揭取搬迁、修复保护及壁画研究提供有用的评估手段和参考信息。
成像系统 方波激励红外热像法 无损检测 热层析 壁画检测 文物保护 光学学报
2021, 41(16): 1611002
1 太原科技大学 应用科学学院 太原 030024
2 江西中医药大学 现代中药制剂教育部重点实验室, 南昌 330004
为了实现中药浊度在线精确测量, 采用频谱分析法, 将样品透射光和散射光信号的频谱特征与浊度之间建立联系, 研究了一种低成本中药浊度在线传感器。将近红外发光二极管作为传感器的光源, 通过FDS100光电二极管进行光电信号转换, 经跨阻放大器和低通滤波器处理后由模数转换器转为数字信号, 采用STM32F405单片机进行快速傅里叶变换和浊度反演;应用梯度稀释法制备了16组0NTU~1000NTU的福尔马肼标准浊度液对传感器做标定与验证实验, 并测试了当归精油浊度的线性度。结果表明, 透射和散射信号的3次谐波、5次谐波分量的幅值比值与浊度的线性拟合相关系数各为0.9883和0.9946;传感器的最小误差为0.471%, 最大误差为3.768%;当归精油浊度的线性拟合度为0.99176, 达到了精油提取、浓缩及干燥的实时在线测量需求。该传感器在中药的制造加工和质量监测中具有一定的应用价值。
信号处理 中药浊度传感器 频谱分析 方波激励 吸收光谱 signal processing turbidity sensor for TCM spectrum analysis square excitation absorption spectrum
强激光与粒子束
2020, 32(6): 065001