[实用新型]激光二极管触发的光导开关导通性能测试装置

说明书

技术领域

本实用新型属于开关器件测试技术领域，具体涉及一种激光二极管触发的光导开关导通性能测试装置。 

背景技术

自从1972年，美国Maryland大学的S.Jayaraman和C.H.Lee发现半导体材料对光脉冲作用的响应时间可在皮秒量级以内开始，世界各地的研究者开始兴起了对光导开关（photoconductive semiconductor switch， PCSS）特性的研究。光导开关具有触发抖动小、响应速度快、重复频率高、体积小、易集成等诸多优点，使得其它在高功率微波、超宽带雷达、太赫兹技术、触发火花隙开关等系统里有着广泛的应用前景，光导开关是近年来发展迅速的一种半导体光电子器件。 

光导开关的导通机制分为线性模式和非线性模式，目前针对光导开关的非线性模式导通特性研究是一个很热门的研究领域。由于在非线性模式下，光导开关导通速度极快，达皮秒量级，电压幅值很高，达十kV量级，因此对其导通特性的测试装置系统要求非常高。 

目前各研究所对光导开关导通特性的检测系统主要是针对激光触发的测试系统，做不到紧凑触发，并且测试电路不尽相同，没有统一的检测装置。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种性能稳定、测试重复性高、检测数据误差小，且易于控制的激光二极管（laser diode， LD）触发的光导开关导通性能测试装置。 

本实用新型提供的激光二极管触发的光导开关导通性能测试装置，由高压偏置源1、激光二极管驱动2、同步控制系统3、光导开关检测电路4和光导开关检测平台5组成，其中： 

所述的高压偏置源1采用Marx电路拓扑结构，充电电源为直流源；

所述的激光二极管驱动2采用雪崩管电路实现，即激光二极管驱动采用电容经过雪崩管快速对激光二极管放电的方式产生快的驱动电流得到快的光脉冲；

所述的同步控制系统3由高压驱动信号12、FPGA控制核心11和驱动控制信号13依次连接组成，由FPGA控制核心11控制高压驱动信号12和驱动控制信号13的同步输出；

所述光导开关检测电路4由储能传输线6、光导开关7、测量连接传输线8、衰减器9和示波器10依次连接组成；

所述光导开关检测平台5置于光学平台底板14上，光导开关检测平台5由光学平移台15、固定支架16、激光二极管驱动2，以及置于塑料盒20中的光导开关7、印刷电路板18、固定支柱19和变压器绝缘油21组成；由光学平移台15、固定支架16、激光二极管驱动2通过铜柱17固定。

本实用新型中，所述的高压控制信号12和驱动控制信号13分别控制高压偏置源1和激光二极管驱动2 的同步输出。 

本实用新型中，所述的激光二极管驱动2可以通过光学平移台15调整与光导开关7的相对位置。 

本实用新型中，所述的储能传输线6和测量连接传输线8直接焊接在光导开关7上；储能传输线6和测量连接传输线8可采用半钢半柔型耐高压50Ω传输线； 

本实用新型中，所述的高压偏置源1和储能传输线6，以及测量连接传输线8和衰减器9之间的连接接头采用高压高频连接头；

进一步，本实用新型中所述的激光二极管驱动2采用雪崩管电路实现；

进一步，本实用新型中所述衰减器9特征阻抗为50Ω，衰减60dB；

进一步，本实用新型中所述的光导开关7焊接在印刷电路板18上，并且完全浸没在变压器绝缘油21中。

本实用新型所用的技术方案具有以下优点： 

（1）本实用新型可为光导开关导通特性的测试提供一个统一的测试装置；

（2）本实用新型整体结构紧凑，整个测试平台装置集成在一块光学平台上；

（3）本实用新型采用光学平移台调整驱动与光导开关的相对触发位置，精度较高，并且方便；

（4）本实用新型所有连接头采用高压高频接头，测试电路全部采用传输选结构，整体回路电感较小，测量精度高；

（5）本实用新型负载采用衰减器，即作为匹配负载使用又起到衰减电压幅值的作用；

（6）本实用新型采用变压器绝缘油密封光导开关，增强开关的耐压；

（7）本实用新型把高压偏置源1、激光二极管驱动2供电系统以及同步控制系统3全部集成在一起，系统紧凑；

（8）本实用新型可以获得方波输出波形。

附图说明：

图1是本实用新型的结构图。

图2是本实用新型的高压偏置源结构图。 

图3是本实用新型的激光二极管驱动结构图。 

图4是本实用新型的光导开关检测平台结构图。