[其他]脈沖發射管激光光閘驅動器

無效

• 申請號: 87104394
• 申請日: 1987-06-25
• 公開（公告）號: CN87104394A
• 公開（公告）日: 1987-12-23
• 發明（設計）人: 李世忱;倪文俊;黎子源;吳秉高;李之新;高培良;李喜福
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10
• 代理公司: 天津大學專利代理事務所
• 代理人: 張銳

本發明屬于激光調制技術領域。

所謂光閘，也就是一種100%調制度的電子光學調制器。用于激光光腔內以Q突變原理產生短脈沖輻射時，常稱Q開關。眾所周知，作為通常的集總式光閘，根據所用電光晶體和運用方式的不同，其開關電壓（半波電壓）一般高達3-7KV;并要求毫微秒（ns）量級的開關速度;許多應用又要求10KH_Z（多為連續性脈沖激光器）甚至1MH_Z以上的開關速率（如序列脈沖激光器）。同時具備這三種性能的光閘一直是人們所追求的目標，國內外現有技術所使用的電光晶體開關（也稱普克爾盒）驅動電路有三種：一.閘流管（包括可控硅）電路，其響應速度和重復速率都達不到上述要求。二.觸發管電路（像國產的冷陰極觸發管和美國的KN22觸發管），其速度滿足要求，但它基本上屬于單次性或低重復速率器件（最高幾百H_Z），也不能滿足上述要求。三.多級雪崩管電路，雖可達到ns級的速度，但憑借多級串聯或并聯馬克斯（MARX）電路工作，因而也不適宜于高壓高速率工作，且對管子的一致性要求嚴格，壽命低，可靠性差，所以同時具備高速度、高速率和高電壓三個技術指標的實用性光開關一直是光電子技術中的難點之一。

本發明解決以上技術難題，利用普通商品化的電子管元件-脈沖發射管，完滿地研制出具有高速度、高速率和高電壓技術指標的激光脈沖光閘驅動器，并具有高可靠、長壽命和低成本的特色。

該驅動器達到上述三高的技術指標的核心器件（也是本發明所采用的核心器件）是一種小型高速脈沖振蕩管，它是一種脈沖束射四極管，極間電容較小，針對負載情況使本管運用到最佳狀態，恰當利用其伏安特性以及合適的脈沖觸發電路發掘了其潛力。對于電阻型負載自不必說。對于100Pf以內的電容負載，所能達到的技術指標是：最高開關速度1-2ns，一般不大于5ns，脈沖重復率100KH_Z-1MH_Z（潛力可達10MH_Z），驅動電壓3-7KV，分別適用于連續性重復脈沖驅動，單邊式驅動或雙邊差動式驅動，通常的電光晶體開關普克爾盒可視為一電容負載，一般＜10Pf。

通常的普克爾光閘都是由電壓驅動器和電光晶體二部分組成，依靠普克爾效應（線性電光效應）實現光開關作用。其技術關鍵是驅動器，它的基本電路形式有二種，分別示于圖（1）和圖（2）。

圖一是單邊驅動方式，使用于脈沖反射式（PRM）Q開關激光器。（1）是觸發電路，（2）是電子開關管-脈沖發射管單元，（3）是隔離器，（4）是電容器，（5）是電光晶體組件-普克爾盒，（6）是高壓直流電源。由于脈沖發射管（2）的快速特性，使電光晶體組件（等效為電容）獲得單邊快速前沿的透過率函數，從而起到快速光閘作用。

圖二是雙邊差動方式，例如可以使用于激光器的腔倒空等技術中和鎖模光脈沖選擇器等。（2）和（7）是電子開關管-脈沖發射管單元，（3）和（8）是隔離器，（4）和（11）是電容器，（5）是電光晶體組件，（10）是高壓直流電源。本發明使電光晶體組件獲得快速前沿和快速后沿的透過率函數，如矩形脈沖或單邊梯形脈沖和前后沿幅度不對稱的矩形或單邊梯形脈沖等。

該驅動器也同樣適用于利用傳輸線或布魯林（BLUMLEIN）電路形成矩形脈沖。