[发明专利]一种利用光-电时差测量等离子体天线开启时间的方法

摘要

一种利用光-电时差测量等离子体天线开启时间的方法，属于气体放电与无线通讯应用技术领域，该方法将等离子体天线发射光谱信号引入到放电等离子体天线开启时间测量中，利用原位光谱探测技术将等离子体发射的光信号转换为具有相同时间特征的电信号，并将该电信号建立的初始时刻与等离子体天线激励电源电压信号施加时刻比较，进而利用等离子体光电信号与激励电压信号的时间差获得等离子体天线的开启时间，避免了探针测量等离子体天线开启时间方法对放电等离子体和通讯信号的交互干扰，实现了准确、实时、无扰动测量，提高了等离子体天线开启时间的测量精度，为等离子体天线的研究和发展提供了一种新的测量方法和评价参量。

主权项

一种利用光‑电时差测量等离子体天线开启时间的方法，其特征在于，该方法通过高压分压器（2）、光信号采集与转换组件（3）和光电信号比较与显示组件（4）三部分组合实现；高压分压器（2）的最大峰值电压不低于30kV，带宽DC～50MHz，上升时间小于7ns，输入RC值为1000MΩ//5pF，高电压衰减不低于2000:1；光信号采集与转换组件（3）包括光谱探头（5）、光电倍增管（6）和倍增电压控制器（7），光谱探头（5）和光电倍增管（6）采用光纤连接，光电倍增管（6）和倍增电压控制器（7）采用控制信号线连接，倍增电压控制器（7）输出的控制电压不应高于5V；光电信号比较与显示组件（4）包括激励电压比较器（8）、光电信号比较器（9）、光‑电时差计算器（10）和显示器（11），激励电压比较器（8）、光电信号比较器（9）、光‑电时差计算器（10）和显示器（11）之间均采用控制信号线连接；测量前，先用高压电缆将高压分压器（2）的输入端连接至等离子体天线（1）的高压电极采集激励电压信号，再将高压分压器（2）的输出端连接至光电信号比较与显示组件（4）中的激励电压比较器（8）的输入端；同时，将光信号采集与转换组件（3）中的光谱探头（5）垂直放电管放置在距离等离子体天线（1）的1～5cm处，光谱探头（5）加装弱光镜，避免等离子体天线（1）发出的强光损坏光电倍增管（6）；光信号采集与转换组件（3）中的光电倍增管（6）信号输出端通过控制信号线连接至光电信号比较与显示组件（4）中的光电信号比较器（9）；该利用光‑电时差测量等离子体天线开启时间的方法，当采用等离子体天线开启时间光‑电时差法示波器测量方式时，步骤如下：对等离子体天线（1）施加激励电压时刻为T₁，等离子体天线（1）受激启动生成稳定放电等离子体的时刻为T₂，等离子体天线（1）开启时间为T_on，则：T_on＝T₂‑T₁为了消除误差信号扰动，等离子体天线（1）施加激励电压时刻T₁设定为达到等离子体天线（1）正常工作激励电压10%的时间，生成稳定放电等离子体时刻T₂设定为达到等离子体天线（1）正常工作辐射光强90%的时间，以光电倍增管（6）转换输出的光电信号参考计算。