[发明专利]赝火花光触发放电系统

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种赝火花放电领域的技术，具体是一种赝火花光触发放电系统。

背景技术

赝火花放电是发生在巴申曲线左半支的一种低压(1～100Pa)气体放电。调节赝火花放电室内的工作气压和外加电压，使之达到巴申曲线的放电条件，真空击穿在极短的时间内完成，同时在放电室的阴阳两级引出高功率密度的离子束和电子束。赝火花放电产生的强流脉冲电子束在诸如脉冲电子束物理、材料表面改性、辐射育种、微细加工、脉冲X射线的产生、高亮度脉冲电子抢等领域有广泛的应用前景。

这种高压放电的有效初始电离及其控制一直是技术研究和应用上的一大难点。为了降低初始电离的难度，使其电离过程变得在一定范围内精确可控，触发器是必不可少的装置。

目前常用的触发装置有两种：直接或间接注入带电粒子进行触发的电触发机制和利用光电效应进行触发的光触发机制。

电触发机制的触发过程如下：位于阴极腔内的触发电极在高触发电压下发生放电击穿，由于绝缘层材料蒸发和气体分解，电子束在触发电极附近、阴极腔内初步形成。在主电场的作用下，电子束迅速移动使主放电装置内的电离化碰撞频率大大增加，从而极大的提高主放电区的放电电流和电子束密度等输出特性的强度和幅值。

图1为现有的电触发的赝火花放电腔体结构示意图，其包括：阳极12、电介质13、阴极14、分流电阻15、触发电极16和触发电极电介质17。由于触发绝缘材料在主脉冲和触发脉冲的作用下，触发电极电介质17会产生蒸发从而造成材料损失，降低了触发电极16的使用寿命。

光学触发器的触发过程是：辐射强度为几毫焦的光线入射至空心阴极背面，在光电效应作用下，使空心阴极腔中产生大量的自由电子，从而达到触发的作用。不同于电触发方式中触发装置必须位于主放电装置内的接触式触发方式，光触发是一种非接触式触发方式，它可以通过未聚焦的激光光源，光纤传输激光耦合触发。光源进入空心阴极背面，不需要与阴极和主放电装置直接产生接触。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN103338027A，公开日为2013年10月02日，公开了一种基于赝火花开关触发器的快前沿、低抖动、重频触发源，包括正负充电电源、控制系统、触发器、低抖动重频快Marx发生器系统，所述的正负充电电源于低抖动重频快Marx发生器系统的输入端连接，所述正负充电电源的正电源和触发器连接，所述控制系统连接在正负充电电源与触发器之间；所述低抖动重频快Marx发生器系统于触发器连接，触发器中的开关为赝火花开关。但该装置只是应用了赝火花放电机理，并没有涉及改进赝火花放电装置。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种赝火花光触发放电系统，实现光电隔离，减小了系统体积，节约试验成本，降低了系统的复杂性。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：试验腔体、抽真空装置和用于产生电子束的赝火花放电腔体，其中：赝火花放电腔体和抽真空装置分别与试验腔体相连，试验腔体中设有用于控制电子束强度的束流强度控制板。

所述的赝火花放电腔体包括：空心阴极、空心阳极、紫外光源、第一法兰盘和第二法兰盘，其中：空心阴极与紫外光源分别设置于第一法兰盘两侧，空心阳极设置于第二法兰盘一侧且与空心阴极相对，空心阴极内设有与紫外光源相对的金属网。

所述的空心阳极与空心阴极之间设有陶瓷封装。

所述的第一法兰盘和第二法兰盘之间设有储能电容，该第一法兰盘连有电子束加速电压控制器。

所述的紫外光源与第一法兰盘之间设有观察窗。

所述的观察窗优选为紫外玻璃。

所述的紫外光源连有用于形成光脉冲的脉冲形成网络。

所述的抽真空装置包括：机械泵和扩散泵，其中：机械泵和扩散泵通过同一管道与试验腔体相连，且扩散泵设置于机械泵和试验腔体之间。

所述的紫外光源为氙气闪光灯。

所述的试验腔体上设有送气口和电气控制接入口。

附图说明

图1为现有赝火花放电腔示意图；

图2为本发明结构示意图；

图3为赝火花放电腔体结构示意图；