非线性光电导开关高功率超短电脉冲产生技术的研究

摘要

该文对砷化镓光电导开关的工作原理进行了理论分析,重点讨论了其非线性工作机理,建立了包括高场性质和深能级陷阱动力学过程在内的器件模型,对模型进行了数值计算分析,提出了深能级密度阈值的新概念,给出了各种非线性工作实验现象很好的理论解释.提出了新型错置对面拓扑结构的电极设置方式,设计了矩型、圆角矩形和茹科夫斯基形三种不同几何轮廓的电极.设计并制作了普通微带线和普通平行板、高效微带线和高效平行板四种不同类型的超短电脉冲产生器.利用拉普拉斯变换法详细分析了普通型脉冲产生器的电路特性;并建立了把追踪电磁波传播的时-空图法与计算电路电磁特性的矩量法相结合的新算法,对叠层结构的高效率平行板电路进行了深入的理论分析和讨论,给出了高效率平行板电路几何参数、物理参数和工作条件与系统输出特性的关系.对制作的超短电脉冲产生器进行了皮秒激光脉冲激励的实验研究,并首次采用激光二极管作为激励源,实现了对光电导开关的激光二极管激励,得到了光电导开关的多种非线性电脉冲输出.

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1光电导半导体开关及其两种工作模式

1.1.1皮秒光电导性的发现

1.1.2光电导半导体开关

1.1.3电路结构的改进

1.1.4 光电导开关的非线性工作模式

1.1.5光电导开关材料的研究

1.1.6光电导开关的理论研究

1.2光电导半导体开关的应用

1.3国内的研究状况

1.4本论文的研究工作

本章总结

第二章光控光电导半导体开关的理论研究

2.1光电导半导体开关的工作原理

2.2线性光电导开关的理论研究

2.3光电导开关非线性工作模式的理论基础

2.4.1光电导开关非线性工作的理论建模考虑

2.4.2非线性光电导开关的理论模式

2.4.3理论模式的数值结果

2.5非线性光电导开关快速导通特性的研究

2.6光电导开关非线性现象的理论解释

本章总结

第三章高功率脉冲产生系统的分析与设计

3.1高功率脉冲系统的构成及常用电路

3.2普通传输线放电型脉冲产生系统的理论分析

3.3 Blumlein结构传输线脉冲产生器的研究

3.3.1Blumliein脉冲产生器的理想情况分析

3.3.2Blumliein脉冲产生器的电磁理论分析

3.4微带传输线和平行板传输线电路的计算

本章总结

第四章光电导开关的设计制作和实验研究

4.1高功率光电导开关的设计分析与制作

4.2光电导开关电路特性的分析与计算

4.3光电导开关脉冲产生器的实验研究

本章总结

第五章总结

致谢

参考文献

在读期间的研究成果