脈沖過程等離子體電極普克爾盒電光開關(guān)的研究.pdf

1、氣體放電等離子體具有阻抗低，在介質(zhì)表面形成電荷層速度快且透明度高的特點,因此氣體放電等離子體可作為普克爾盒電光開關(guān)的電極。與普通的金屬環(huán)形電極相比，等離子體電極可在晶體內(nèi)形成均勻的電場分布，可使電光開關(guān)定標到任意口徑與形狀，能有效解決激光聚變驅(qū)動器中光束控制和反向激光隔離等問題。
　　等離子體電極普克爾盒電光開關(guān)最重要的性能指標為開關(guān)速度和開關(guān)均勻性。開關(guān)速度主要由氣體放電過程中電子的渡越時間確定；開關(guān)均勻性由等離子體在放電空間分

2、布情況決定。由于普克爾盒中的氣體放電過程是極其復(fù)雜的微觀物理過程，對開關(guān)性能起重要作用的微觀物理參量幾乎無法直接通過實驗的方法獲得。因此有必要在理論上建立一個符合實際的數(shù)理模型,對普克爾盒電光開關(guān)氣體放電過程進行數(shù)值模擬分析,以便更有效地優(yōu)化普克爾盒電光開關(guān)的性能。
　　本文針對等離子體電極普克爾盒電光開關(guān)的氣體放電微觀物理過程而展開的研究,主要的研究結(jié)果和創(chuàng)新之處如下:
　　首先，數(shù)值模擬了不同口徑、不同形狀普克爾盒的靜電

3、場特性。在通光方向截面上，圓形普克爾盒的電位線是同心圓，具有旋轉(zhuǎn)對稱性；方形普克爾盒的電位線不具有旋轉(zhuǎn)對稱性，且在對角區(qū)域分布稀疏。由此初步解釋了放電照片中，方形普克爾盒出現(xiàn)放電十字交叉暗區(qū)現(xiàn)象的原因。
　　其次，根據(jù)等離子體電極普克爾盒電光開關(guān)單脈沖過程的特點，建立了氣體放電數(shù)理模型。通過數(shù)值求解分析了普克爾盒電光開關(guān)氣體放電等離子體的微觀物理過程與其宏觀參量的關(guān)系，為設(shè)計性能優(yōu)良的普克爾盒電光開關(guān)奠定了基礎(chǔ)。
　　最后，