纳秒脉冲

摘要： 介质阻挡放电(DBD)因其能够在大气压下产生大面积等离子体,在材料改性领域具有广阔应用前景。为获得高活性、可调控、适用于憎水改性的DBD等离子体,本文以聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为憎水性反应媒质,以Ar作为工作气体,采用纳秒脉冲电源激励产生介质阻挡放电。改变电压幅值、重复频率、上升沿时间等激励源参数,通过电学特性、发光特性和光谱特性诊断方式,获得了激励源参数与放电均匀性和粒子活性的关系。结果表明,重复频率对粒子活性影响最显著,随着重复频率增加,光谱强度显著增大,粒子活性增强,这对于提高憎水改性效果具有显著作用。此外,增大电压幅值和上升沿时间也可提高粒子活性,但增大电压幅值会导致放电均匀性下降,而上升沿时间超过200 ns会对粒子活性产生抑制作用。

摘要： 开发非合成气路线的 CH-CHOH 直接制取高碳液态化学品转化技术可有效规避传统工业中面临的高危反应条件、废水排放、原子经济性低等问题。该文以 CH、CHOH 为原料,采用纳秒脉冲放电等离子体驱动 CH-CHOH 直接合成 C-C液态产品,主要探究了 Ar 添加和脉冲上升沿、下降沿对 CH-CHOH 放电中电学特性和转化特性的影响,并进行机理探究。实验结果表明,CH-CHOH-HO 体系实验的主要气态产品为 H、CO、CH和 CH,主要液态产品为 CHOH、CHOH。总流速固定时,Ar 添加后产生的彭宁电离有利于液态产品的生成,总液体选择性最高为 16.4%;在电压和频率固定时,变化六种不同的上升沿、下降沿条件,发现较大的上升沿、下降沿有利于液态产品的生成,当上升沿、下降沿为 500ns 时,总液体选择性为 14.7%。

摘要： 百kV/cm高场强纳秒脉冲条件下,采用J.C.Martin经验公式估算SF_(6)气体击穿场强时,估算值与实验结果差异显著。为了进一步指导高场强脉冲气体开关设计,为开关工作状态调节提供依据,借鉴经典击穿场强经验公式形式建立了百kV/cm场强下SF_(6)气体开关纳秒脉冲击穿场强和时延与实验参数之间的关系,基于实验数据拟合形成了修正系数的击穿场强和时延经验公式。研究表明,百kV/cm场强和纳秒脉冲条件下脉冲电压斜率对开关击穿特性有重要影响,击穿场强与击穿时延相互关联。百ns至μs脉冲与几十ns脉冲气体放电机理的区别引起放电过程中击穿时延组成发生变化,导致了经典击穿场强经验公式估算值与实验结果的显著差异。修正系数的击穿经验公式可为电磁脉冲模拟器输出开关提供更为精确的工程设计依据。

摘要： 针对应用于激光主动成像系统中的大能量纳秒脉冲光纤激光器光源,介绍了实现大能量短脉冲激光输出的典型结构;概括了相关方向的国内外研究进展,分析了不同技术途径的优缺点;最后对大能量纳秒脉冲光纤激光器的应用和发展前景进行展望。

摘要： 对于大多数高压电气设备,固体电介质是不可缺少的组成部分,其作用包括机械支撑和电气绝缘两方面,提高固体电介质的绝缘能力具有重要意义。然而对于固体电介质体击穿现象,其研究还有待进一步加深,特别是在微秒和纳秒等短脉冲条件,固体电介质的击穿呈现出与静态或工频不同的现象,使得这一研究变得更为复杂。此外,随着脉冲功率技术的迅猛发展,如何评估和设计绝缘结构,使其具有满足使用要求的寿命也是在建立脉冲功率装置时非常关心的问题。

摘要： 提出一种用于电力杆塔缺陷检测脉冲电源拓扑及其样机实现。该脉冲电源的拓扑采用新型开关器件,可满足脉冲快速、可调需求。电力杆塔缺陷检测需要在几十千伏的电压下产生具有亚纳秒上升时间的脉冲电源,为实现这一点,将传统脉冲电源引入固态开关器件。所提出的脉冲电源设计为由多个堆叠的同轴层组成的拓扑结构,其中每层由包含多个开关器件的印刷电路板(PCB)组成。然后,对所提出的脉冲电源进行3D电磁仿真分析,并设计5 kV脉冲电源样机,测试样机在2.5 kV、50Ω负载下可实现6 ns的脉冲上升时间,验证所提电源能够产生灵活脉冲波形,从而验证所提出设计方法的有效性。

摘要： 2022年8月,由我刊青年编委赵亮博士著作的《纳秒脉冲固体电介质击穿特性及机理》一书由科学出版社正式出版。全书围绕“特性机理设计”的总体思路,以部分应用为牵引,着眼于解决高压绝缘结构在设计、应用、评估中所面临的问题,汇集了固体绝缘研究领域的最新学术成果。希望本书能给读者提供有用的参考。

摘要： 为了在提高放电等离子体活性的同时保持较为稳定的放电,文中利用纳秒脉冲电源驱动大气压氩气中针—水结构气液放电,研究了不同脉冲电压和频率下的放电电学特性、发光图像和发射光谱强度,并讨论了相关参数对放电特性的影响原因。结果表明:在氩气纳秒脉冲气液放电中,脉冲电压和频率不会对放电模式产生影响。随着脉冲电压的增大,上升沿电流、下降沿电流和平均功率均增大,且上升沿电流总是大于下降沿电流;当脉冲频率增大时,上升沿电流和平均功率增大,下降沿电流逐渐减小。等离子体特性方面,在不同脉冲电压和频率下均测到了较强的Ar(4p→4s)、H(656 nm)和O(777 nm)谱线和较弱的H(486 nm)谱线,并且4种激发态活性粒子的发射光谱强度均随着脉冲电压和频率的增大而增大。

摘要： 目的 研究纳秒脉冲脉宽参数与细胞凋亡之间的量效关系.方法 将纳秒脉冲电场参数组合(电场强度7、10、14 kV/cm,脉宽50、100、200 ns,脉冲个数30,频率1 Hz)作用于离体SKOV3细胞,利用An-nexin V FITC/PI双染法检测细胞凋亡率和坏死率;通过激光共聚焦显微镜检测细胞膜和线粒体跨膜电位变化情况;仿真计算纳秒脉冲作用时膜电位、微孔密度及电导率的实时动态变化.结果 脉冲处理后细胞膜跨膜电位下降程度随脉宽增加而增加,而线粒体跨膜电位下降程度随脉宽增加而减小,且100 ns脉冲同时诱导最大的细胞凋亡率(32.14±3.76)％及较小的坏死率(5.04±1.72)％;仿真计算中膜电位变化规律与实验结果 吻合,其中50 ns脉冲诱导最高的微孔密度(2.93×1015/m2)和电导率(0.004 S/m).结论 通过合理选择纳秒脉冲脉宽参数可以在一定程度上调控细胞的生物电效应.

摘要： 采用一台高重频、快上升沿纳秒脉冲电源作为激励源,对典型的双电极合成射流激励器进行放电,通过粒子图像测速法(particle image velocimetry,PIV)测量放电实验中激励器稳定流场特性以及发展速度.分析实验结果发现,随着重复频率的提高,合成射流的平均发展速度也随之增大,1 kHz时的平均速度最高达到28.28 m/s,并在单脉冲能量远低于微秒脉冲的情况下,实现了更快的稳态流场控制,表明高重复频率下,更多次数的脉冲放电可提高激励总能量,有效地弥补纳秒脉冲单脉冲输出能量不足的缺点.而且频率越高,流场发展速度越快,说明高重频工作模式会对输出总能量有补偿作用.

摘要： 采用新型三电极激励器结构,通过纳秒脉冲叠加负直流的激励模式产生表面滑闪放电,研究纳秒脉冲表面滑闪放电激励器放电特性,电极厚度和脉冲电极宽度对表面滑闪放电特性的影响,并利用纹影系统对纳秒脉冲表面滑闪放电与典型两电极SDBD诱导的冲击波特性进行了对比分析.实验结果表明不同电极厚度下纳秒脉冲表面滑闪放电激发值相同,较薄电极下放电产生的等离子体更均匀,电极越厚丝状放电越明显.不同脉冲电极宽度下表面滑闪放电激发值不同,脉冲电极宽度为6mm时为最优值,能产生较高能量且表面滑闪放电激发值较低.纹影图像表明典型两电极SDBD可诱导产生一个圆形波和一个平面波,而纳秒脉冲表面滑闪放电在局部产生较强放电细丝时可在直流源侧诱导产生第二个圆形波且强度较脉冲侧圆形波更弱.

摘要： Dielectric Barrier Discharge(DBD)是用固体介质覆盖电极的一种气体放电结构,它是大气压下获得低温等离子体的有效的手段.实验证明，在E//B的情况下，外加磁场对大气压纳秒脉冲DBD特性影响明显。由单次放电照片，在没有磁场的条件下，PRF的改变几乎对放电没有影响，表现为明亮的丝状放电通道;而在有磁场的条件下，随着PRF的减少，放电形态表现为明亮的丝状通道与均匀背景的叠加。结合电压电流波形与光电流波形可知，磁场对DBD的影响是:分别增强一次、二次放电强度;二次放电强度增加更明显。ICCD图像表明:磁场对大气压纳秒脉冲DBD的影响是改变二次放电。

摘要： 变压器绕组变形是变压器最主要的故障之一,绕组累积变形最终可能导致变压器的灾难性事故和整个电网的停运.利用连续在线监测变压器的内部绕组状况可以实现故障的早期预警.目前,频率响应法被认为是实现检测绕组变形故障的最有效而精确的方法.本文旨在提出一种新颖的基于频率响应法的在线监测变压器绕组变形故障的诊断系统.为了实现在线监测,系统采用电容耦合的方式注入可控纳秒脉冲作为绕组的激励信号,并以耦合方式获取响应信号.该方法能够提升故障分析的检测频带,从而实现绕组微小位移和松动的检测.750kV变压器的实验结果显示了该方法较好的应用前景.

摘要： 本文使用PIC-MCC模拟方法,在给定放电条件下,研究了大气压纳秒脉冲介质阻挡放电的典型放电过程.模拟结果表明,在脉冲介质阻挡放电中,一个外施单极性纳秒脉冲周期内,放电电流在脉冲的上升沿和下降沿有两次极性相反的峰值,对应了两次放电.放电中等离子体区的带电粒子密度量级为1018/m3,空间电场量级达到106V/m,放电过程中电子能量超过15eV的高能电子占有相当大的比例,说明纳秒脉冲放电可以有效的增加带电粒子密度和电子温度。

摘要： 介绍了有机玻璃(PMMA)在纳秒脉冲作用下,绝缘油的存在使电树枝生长加速的现象.实验使用具有30ns下降沿和70ns脉冲宽度的固态纳秒脉冲发生器MPC50D为激励源,有机玻璃试样加工为120mm×5mm×2.5mm的长方条.在20°C～25°C的条件下,施加100Hz的重复频率脉冲,电压每2分钟升高2kV,直至引发电树枝后停止升压并观察电树枝生长现象.实验发现PMMA中电树枝的生长速度极快,从电树枝引发到击穿只需几秒钟.通过多种密封方式证明是绝缘油导致了电树枝生长加速,讨论了产生此现象的原因并提出一种可能的方式抑制电树枝生长.

摘要： 介绍一种基于低温等离子体表面处理提高沿面闪络性能的方法和实验结果.采用脉冲DBD放电产生低温等离子体可以使更加均匀且能够避免材料表面过热的问题.基于自主研制的重复频率纳秒脉冲电源产生大气压介质阻挡放电(DBD),在四氟化碳(CF4)气氛下对有机玻璃(PMMA)表面实现了憎水改性处理.给出了CF4气流量、放电电压、处理时间等参数对改性效果的影响规律,改性后PMMA表面水接触角由66°提高到最大100°;PMMA表面改性前后的表面形貌AFM和表面成分XPS的测试分析表明其表面粗糙度增加且引入了含氟基团;同时初步实验结果表明采用纳秒脉冲DBD憎水改性PMMA表面能够提高真空沿面闪络电压,直流电压作用下PMMA改性后真空沿面初次闪络电压由13kV提高到19kV.

摘要： 现代飞行器前体和导弹头部出于减阻的要求，通常设计为细长尖头旋成体，大迎角下，细长旋成体的背风面会产生一对脱体旋涡，当迎角大到一定程度时，原来对称的旋涡会突然变成非对称状态。应用布置在方位角±90°的纳秒脉冲介质阻挡放电(Nanosecond Pulsed Dielectric Barrier Discharge,NS-DBD)等离子激励器对半顶角为10°的细长圆锥模型进行主动流动控制,实现高风速下对非对称涡流场及模型侧向力的有效控制.实验在西北工业大学低速风洞中进行,实验风速为U∞=72m/s,基于模型底面直径的雷诺数ReD=7.2×105,实验迎角为45°.实验结果表明,NS-DBD激励向附面层注入能量,延迟分离;通过NS-DBD等离子体激励控制,实现了风速72m/s下对细长圆锥模型侧向力的有效控制;通过分析截面处的压力分布,得到激励前后非对称涡流场的变化特性.

摘要： 大气压下纳秒脉冲弥散放电是一种典型的气体放电形式,在气体激光、材料处理以及金属改性等方面具有广阔的应用前景.采用数值仿真技术研究大气压下等离子体弥散放电中各种粒子的产生、运动路径和发生的物理化学反应,对于理解弥散放电的放电机理具有重要意义.本文利用Comsol多物理场软件建立仿真模型对大气压下针板电极结构纳秒脉冲弥散放电进行数值仿真,研究了弥散放电中粒子的产生、发展和放电过程,得到了一种可用于空气中针-板放电结构的可靠模型.仿真结果表明,随着电场强度的增加,电子从针尖处逐渐向前推进,并最终贯穿整个放电通道;电子温度在阳极附近开始升高,然后逐渐降低,最终到达阴极表面后又有提升.

摘要： 为了揭示十二烷基苯中沿面闪络的发展过程,并研究有效提高脉冲功率装置绝缘爬电距离的方法,通过实验对不同脉冲前沿、不同电场形式下有机玻璃和尼龙6在负脉冲电压下的沿面闪络电压进行了测量,结果发现,随着脉冲陡度的增加,沿面闪络电压增大.随着沿面距离的增大,闪络电压升高,但闪络场强降低.电场越不均匀,越容易发生闪络,并且在极不均匀场中,较大距离时,闪络电压随沿面距离的增长趋势变缓,出现了明显的拐点.研究认为,液体介质中的沿面闪络与真空中的沿面闪络具有相似的闪络机制,沿面闪络是在气化的通道内完成的,实验的结果可以为脉冲功率装置的绝缘设计提供参考.

摘要： Polytetrafluoroethylene (PTFE) is a kind of insulating material, which has been widely used in communication equipments and high voltage apparatus age to its excellent insulating property. On one hand the electrical ageing phenomenon of PTFE may cause insulation failure under nanosecond pulses, on the other hand precision insulation design ask knowing about temperature influence on electrical ageing behavior of PTFE. In this paper, the temperature effect on the electrical ageing characteristics of PTFE is investigated. A solid-state pulse generator MPCSOD is used as source supply to export nanosecond pulses, the rise time of which is 30ns and the full width at half maximum of which is 70ns. Needle is used to accelerate the procedure of the ageing. Electrical trees in different cases are shown in Figure 1 and Figure 2.

摘要： 一种用于构造具有ta-C涂敷的固体表面(9，10)的至少一个区域的方法，在此方法中，借助于第一激光器(1)产生第一结构，优选地，第一激光器是具有纳秒范围内脉冲宽度的准分子激光器，借助于具有皮秒或飞秒范围内脉冲宽度的第二激光器(15)产生第二波纹状结构，第二结构重叠在第一结构上。优选地，根据掩模投影技术进行准分子激光器构造，根据聚焦技术进行皮秒或飞秒激光器(15)构造。本方法允许合理制造十分复杂的、非常防伪的认证特征和/或美学上引人注目的光学衍射有效的彩色图案。

摘要： 本发明涉及超快激光技术领域，具体涉及一种全光控精确同步多种波长飞秒、皮秒、纳秒激光脉冲的方法，该方法采用注入锁定的激光同步结构，以飞秒脉冲激光器的输出光为控制光，将其注入光纤环形激光器中，利用光纤的非线性效应，交叉相位调制或者增益调制控制，实现激光同步，其优点是飞秒脉冲注入的光纤长度可以任意设置，即可实现远距离的激光脉冲同步；根据所选环形激光器的增益光纤掺杂元素不同，可以实现多种波长激光脉冲的同步；通过控制光纤环形激光器腔长的平移台，可以实现皮秒到纳秒可调宽度的锁模脉冲输出，输出脉冲与注入飞秒脉冲保持同步，可以控制多台光纤环形激光器，实现一束飞秒激光与多束波长不同，脉宽不同的激光同步。

摘要： 一种用于构造具有ta-C涂敷的固体表面(9，10)的至少一个区域的方法，在此方法中，借助于第一激光器(1)产生第一结构，优选地，第一激光器是具有纳秒范围内脉冲宽度的准分子激光器，借助于具有皮秒或飞秒范围内脉冲宽度的第二激光器(15)产生第二波纹状结构，第二结构重叠在第一结构上。优选地，根据掩模投影技术进行准分子激光器构造，根据聚焦技术进行皮秒或飞秒激光器(15)构造。本方法允许合理制造十分复杂的、非常防伪的认证特征和/或美学上引人注目的光学衍射有效的彩色图案。

摘要： 本发明涉及超快激光技术领域，具体涉及一种全光控精确同步多种波长飞秒、皮秒、纳秒激光脉冲的方法，该方法采用注入锁定的激光同步结构，以飞秒脉冲激光器的输出光为控制光，将其注入光纤环形激光器中，利用光纤的非线性效应，交叉相位调制或者增益调制控制，实现激光同步，其优点是飞秒脉冲注入的光纤长度可以任意设置，即可实现远距离的激光脉冲同步；根据所选环形激光器的增益光纤掺杂元素不同，可以实现多种波长激光脉冲的同步；通过控制光纤环形激光器腔长的平移台，可以实现皮秒到纳秒可调宽度的锁模脉冲输出，输出脉冲与注入飞秒脉冲保持同步，可以控制多台光纤环形激光器，实现一束飞秒激光与多束波长不同，脉宽不同的激光同步。

摘要： 本发明涉及脉冲发生器技术领域，是一种高压纳秒脉冲电开关及高压纳秒脉冲发生装置，其包括第一导体块、绝缘块、第二导体块和紧固组件，紧固组件包括螺栓和螺母；第一导体块和第二导体块通过螺栓、螺母电连接；第一导体块的右端面上设有环形凹槽，环形凹槽的中部设有第一电极柱；环形凹槽与绝缘块的左端面围成气室；第一导体块上设有与气室连通的进气孔和换气孔；绝缘块上设有与气室连通的第一中心孔；第二导体块上设有与第一中心孔相对应的第二中心孔。本发明结构合理而紧凑，使用方便，其输出的脉冲幅值高、上升沿陡峭，更加有利于促进肿瘤细胞的凋亡，具有安全、省力、简便、高效的特点。

摘要： 本发明公开了一种纳秒脉冲发生器。在一些实施例中，所述纳秒脉冲发生器可包括一个或多个开关电路，所述一个或多个开关电路包括一个或多个固态开关、变压器和输出。在一些实施例中，所述变压器可包括第一变压器铁芯、至少部分地围绕所述第一变压器铁芯的一部分缠绕的第一初级绕组、以及至少部分地围绕所述第一变压器铁芯的一部分缠绕的次级绕组。在一些实施例中，一个或多个开关电路中的每一个与第一初级绕组的至少一部分耦接。在一些实施例中，所述输出可与所述次级绕组电耦接，并且输出具有大于约1千伏的峰值电压和小于150纳秒或50纳秒的上升时间的电脉冲。

摘要： 本发明涉及脉冲发生器技术领域，是一种高压纳秒脉冲电开关及高压纳秒脉冲发生装置，其包括第一导体块、绝缘块、第二导体块和紧固组件，紧固组件包括螺栓和螺母；第一导体块和第二导体块通过螺栓、螺母电连接；第一导体块的右端面上设有环形凹槽，环形凹槽的中部设有第一电极柱；环形凹槽与绝缘块的左端面围成气室；第一导体块上设有与气室连通的进气孔和换气孔；绝缘块上设有与气室连通的第一中心孔；第二导体块上设有与第一中心孔相对应的第二中心孔。本发明结构合理而紧凑，使用方便，其输出的脉冲幅值高、上升沿陡峭，更加有利于促进肿瘤细胞的凋亡，具有安全、省力、简便、高效的特点。

摘要： 本发明公开了一种纳秒脉冲发生器。在一些实施例中，所述纳秒脉冲发生器可包括一个或多个开关电路，所述一个或多个开关电路包括一个或多个固态开关、变压器和输出。在一些实施例中，所述变压器可包括第一变压器铁芯、至少部分地围绕所述第一变压器铁芯的一部分缠绕的第一初级绕组、以及至少部分地围绕所述第一变压器铁芯的一部分缠绕的次级绕组。在一些实施例中，一个或多个开关电路中的每一个与第一初级绕组的至少一部分耦接。在一些实施例中，所述输出可与所述次级绕组电耦接，并且输出具有大于约1千伏的峰值电压和小于150纳秒或50纳秒的上升时间的电脉冲。

摘要： 本实用新型提供了一种纳秒脉冲激发参数验证装置、纳秒脉冲激发装置及系统，涉及脉冲控制技术领域，该装置包括：脉冲激发器、样品容纳器、多个电场探头、显示端和验证端；脉冲激发器用于根据纳秒脉冲激发参数向样品容纳器中的样品发送脉冲信号；电场探头的一端设置在样品容纳器内部，电场探头的另一端与显示端通信连接；电场探头用于采集脉冲信号，并将脉冲信号发送至显示端；显示端用于将脉冲信号转换为目标数据，并将目标数据发送至验证端；验证端用于根据目标数据生成纳秒脉冲激发参数的验证结果。本实用新型可以在模拟环境中检验纳秒脉冲激发参数是否精准合格，进而使得实际临床手术达到预期消融效果。

摘要： 本实用新型涉及脉冲发生器技术领域，是一种高压纳秒脉冲电开关及高压纳秒脉冲发生装置，其包括第一导体块、绝缘块、第二导体块和紧固组件，紧固组件包括螺栓和螺母；第一导体块和第二导体块通过螺栓、螺母电连接；第一导体块的右端面上设有环形凹槽，环形凹槽的中部设有第一电极柱；环形凹槽与绝缘块的左端面围成气室；第一导体块上设有与气室连通的进气孔和换气孔；绝缘块上设有与气室连通的第一中心孔；第二导体块上设有与第一中心孔相对应的第二中心孔。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其输出的脉冲幅值高、上升沿陡峭，更加有利于促进肿瘤细胞的凋亡，具有安全、省力、简便、高效的特点。