一種混合電極普克爾盒及分時分回路驅(qū)動方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種混合電極普克爾盒及其分時分回路驅(qū)動方法，實現(xiàn)了普克爾盒高效冷卻和低電壓快響應(yīng)驅(qū)動，混合電極普克爾盒的基本結(jié)構(gòu)為放電腔和高反鏡夾著一塊z切的DKDP晶體組成的三明治結(jié)構(gòu)，縱向電光效應(yīng)使用、縱向傳導(dǎo)冷卻，放電腔用作激光入射側(cè)電極，高反鏡兼具反射鏡、熱沉、電極的功能，該普克爾盒口徑可定標(biāo)放大、可承受高平均功率密度、可高通量重復(fù)頻率運轉(zhuǎn)、驅(qū)動電壓低、響應(yīng)時間快，適用于高能重頻激光系統(tǒng)。
【專利說明】
一種混合電極普克爾盒及分時分回路驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于高能重頻激光技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于高能重頻激光系統(tǒng)中的口徑可定標(biāo)放大、可承受高平均功率密度、可高通量重復(fù)頻率運轉(zhuǎn)的混合電極普克爾盒，以及這種普克爾盒的分時分回路驅(qū)動方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，在高能量密度物理研究、聚變能源研究需求的推動下，二極管栗浦的高能重頻固體激光技術(shù)得到了快速發(fā)展，目前已實現(xiàn)約100J、10Hz輸出。受限于二極管栗浦功率，激光驅(qū)動器通常采用較長上能級壽命的增益介質(zhì)，根據(jù)愛因斯坦輻射理論，長的上能級壽命意味著較小的受激發(fā)射截面，為了高效提取增益介質(zhì)內(nèi)儲能，通常需要多程放大。普克爾盒是支撐多程放大方案的關(guān)鍵器件，其作用是配合偏振片用于激光脈沖的導(dǎo)入\導(dǎo)出從而控制激光脈沖的放大程數(shù)，同時抑制多程放大腔內(nèi)自激振蕩。
[0003]高能重頻應(yīng)用下，對普克爾盒具體要求包括:通光口徑可定標(biāo)放大到數(shù)厘米甚至數(shù)十厘米，可承受數(shù)十W/cm2的激光平均功率密度，損傷閾值達到數(shù)J/cm2，開關(guān)上升時間在數(shù)ns內(nèi)，并可重復(fù)頻率運轉(zhuǎn)。傳統(tǒng)環(huán)電極普克爾盒由于電場均勻性的要求，晶體縱向長度與橫向通光口徑的比通常要大于2:1，大口徑下長晶體將導(dǎo)致高的吸收損耗，另外，在高平均功率密度下，吸收生熱將進一步產(chǎn)生嚴重的熱效應(yīng)，使得環(huán)電極普克爾盒在高能重頻應(yīng)用中變得不現(xiàn)實。橫向激勵的普克爾盒電場均勻性與晶體厚度無關(guān)，但其半波電壓與通光口徑成正比與晶體厚度成反比，大口徑應(yīng)用以及熱學(xué)上所要求的薄晶體使得普克爾盒具有非常高的半波電壓，大幅增加了快響應(yīng)高壓電源的研制難度。另外，橫向應(yīng)用下，晶體存在自然雙折射，在高能重頻應(yīng)用下，必須采用兩塊完全相同的晶體進行熱補償。
[0004]美國利弗莫爾國家實驗室A.Bayramian于2011年在一篇名為《用于激光聚變能源的緊湊型高效激光系統(tǒng)》(《Compact Efficient Laser Systems Required for LaserInertial Fus1n Energy》，A.Bayramian，S.Aceves，T.Anklam，et al.,Fus1n andTechnology ,60(1),28?48.2011)的文章中提出薄膜電極普克爾盒(HEPC)的概念(HEPC^Hybrid-electrodes Pockels Cell的縮寫，即為混合電極普克爾盒)，該普克爾盒縱向應(yīng)用，采用透明的ITO導(dǎo)電膜作為施加開關(guān)電壓脈沖的電極，電光晶體由高速He氣橫向冷卻，可定標(biāo)到大口徑，并采用薄的晶體減少吸收生熱；但是，ITO導(dǎo)電膜損傷閾值低，約為IJ/cm2，這就限制激光系統(tǒng)的通量設(shè)計點，同時ITO對激光具有較大的吸收，導(dǎo)致普克爾盒插入損耗大，另外采用高速He氣冷卻晶體以避免高平功率應(yīng)用下的熱效應(yīng)，冷卻系統(tǒng)較為復(fù)雜。中物院激光聚變研究中心張君等人于2011年在專利《反射式等離子體電光開關(guān)》(專利號:ZL201010003664.5)中提出了反射式等離子體電光開關(guān)方案，該開關(guān)反射式設(shè)計、縱向施加電場、縱向傳導(dǎo)冷卻，具有口徑可定標(biāo)放大、冷卻效率高的特點。開關(guān)晶體和熱沉之間采用直接接觸機械壓緊的方法封接，直接接觸封接方法存在以下問題:晶體上鍍制的sol-gel減反膜層損傷問題;壓緊后晶體內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力降低了開關(guān)靜態(tài)消光比；高平均功率應(yīng)用時晶體熱膨脹受限產(chǎn)生的熱應(yīng)力導(dǎo)致開關(guān)熱退偏損耗較大。另外，該開關(guān)采用金屬作為背側(cè)電極，優(yōu)點是導(dǎo)電性好、熱導(dǎo)率高，但是其同時作為反射鏡使用，由于損傷閾值太低，因此不能應(yīng)用于高通量條件下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種混合電極普克爾盒以及分時分回路驅(qū)動方法，該普克爾盒口徑可定標(biāo)放大、可承受高平均功率密度、可高通量重復(fù)頻率運轉(zhuǎn)，適用于高能重頻激光系統(tǒng)，支撐多程放大。DKDP晶體與高反鏡之間通過薄的混合氣體傳導(dǎo)封接避免了直接接觸封接導(dǎo)致的晶體減反膜層損傷和應(yīng)力累積，分時分回路驅(qū)動方法具有驅(qū)動電壓低、響應(yīng)時間快的特點。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種混合電極普克爾盒，其包括普克爾盒殼體、光窗、放電腔、DKDP晶體、高反鏡、錐形放電針、電極環(huán)、電極座、進氣抽氣嘴、電路模塊和溫控模塊；
[0007]所述普克爾盒殼體上設(shè)置有進氣抽氣嘴，所述進氣抽氣嘴與放電腔連通，所述放電腔外設(shè)置有光窗，所述放電腔內(nèi)設(shè)置有電極環(huán)，所述電極環(huán)內(nèi)設(shè)置有錐形放電針，所述電極環(huán)與電極座的內(nèi)端連接，所述電極座與普克爾盒殼體連接；
[0008]所述普克爾盒殼體內(nèi)設(shè)置有圓孔，所述DKDP晶體鑲嵌在圓孔內(nèi)，所述DKDP晶體的兩個面分別設(shè)置有高反鏡和放電腔，所述普克爾盒殼體內(nèi)還設(shè)置有金屬墊片，所述金屬墊片位于DKDP晶體和高反鏡之間，所述DKDP晶體和高反鏡之間形成間隙；
[0009]所述高反鏡的一表面鍍有激光高反膜，所述高反鏡的另一表面鍍有金膜，高反鏡鍍有激光高反膜的一面朝向DKDP晶體一側(cè)，鍍有金膜的一面與溫控模塊貼合，所述高反鏡鍍有金膜的一面與金屬墊片電路連接；
[0010]所述電路模塊包括匹配電阻和分壓電容，所述分壓電容通過端子與普克爾盒串聯(lián)后并與匹配電阻并聯(lián)連接。
[0011]進一步，所述電路模塊還包括電纜座，所述端子包括第一端子、第二端子、第三端子和第四端子，所述分壓電容的一端通過第三端子與普克爾盒的電極座外端連接，所述分壓電容的另一端與匹配電阻連接，并通過第一端子與電纜座電纜芯連接并接高壓，所述匹配電阻的另一端通過第四端子與普克爾盒的高反鏡鍍有金膜的一面以及金屬墊片連接，并通過第二端子與電纜座電纜皮連接并接地。
[0012]進一步，所述間隙內(nèi)充有500Pa?5000Pa的He、Ne混合氣體。
[0013]進一步，所述放電腔內(nèi)充有500Pa?5000Pa的He、Ne混合氣體，放電腔通過進氣抽氣嘴靜態(tài)封離。
[0014]進一步，所述光窗與普克爾盒殼體之間、所述DKDP晶體與普克爾盒殼體之間、所述高反鏡與普克爾盒殼體之間均采用硅膠進行真空封接。
[0015]進一步，所述溫控模塊包括TEC、熱電偶、絕熱層和散熱鰭片，所述TEC位于絕熱層的中心孔內(nèi)，TEC的冷面與高反鏡之間、TEC的熱面與散熱鰭片之間采用導(dǎo)熱硅脂粘接，所述熱電偶位于絕熱層的小孔內(nèi)，所述熱電偶與所述高反鏡之間采用導(dǎo)熱硅脂粘接。
[0016]—種混合電極普克爾盒的分時分回路驅(qū)動方法，其特征在于，所述混合電極普克爾盒為權(quán)利要求1-6所述的混合電極普克爾盒，所述方法包括如下步驟:
[0017]S1:在混合電極普克爾盒的放電電極和高反鏡金膜上施加高壓開關(guān)電壓脈沖，加載初期，電壓較低，放電腔和間隙中的He、Ne混合氣體未被擊穿，分壓電容、DKDP晶體、高反鏡的等效電阻以及電容形成串聯(lián)電路并與匹配電阻并聯(lián)；
[0018]S2:利用增大的開關(guān)電壓脈沖電壓形成強電場，擊穿放電腔中He、Ne混合氣體和間隙中的He、Ne混合氣體，形成均勻、透明、高導(dǎo)電率、覆蓋全口徑的等離子體，并使得高反鏡的等效電阻及電容短路；
[0019]S3:用開關(guān)電壓脈沖通過DKDP晶體兩側(cè)形成的等離子體給DKDP晶體充電至四分之一波電壓，從而避免了高反鏡等效電容分壓和等效電阻限流，實現(xiàn)普克爾盒的低電壓快速響應(yīng)驅(qū)動。
[0020]本發(fā)明的有益效果如下:
[0021](I)本發(fā)明的高反鏡前表面鍍有高閾值的激光反射膜，后表面鍍有金膜，兼具反射鏡、熱沉、電極的功能。高反鏡和DKDP晶體之間為百微米量級的間隙，間隙內(nèi)充有He、Ne混合氣體，氣體分子實現(xiàn)高反鏡和DKDP晶體之間傳導(dǎo)換熱，這樣高熱導(dǎo)率的硅基高反鏡可縱向傳導(dǎo)冷卻DKDP晶體，同時又避免了直接接觸封接導(dǎo)致的晶體減反膜層損傷以及裝夾應(yīng)力，并降低了晶體熱膨脹受限引起的應(yīng)力累積。
[0022](2)普克爾盒的通光口徑受限因素主要包括驅(qū)動電壓、電場均勻性、以及換熱效率，本發(fā)明的普克爾盒縱向施加開關(guān)電壓脈沖，驅(qū)動電壓與通光口徑大小無關(guān)、與晶體厚度無關(guān);激光入射側(cè)電極為透明的等離子體、背側(cè)電極為高反鏡上鍍制的金膜，晶體內(nèi)電場分布均勻性不受通光口徑的限制;冷卻方式為縱向傳導(dǎo)冷卻，熱量沿縱向傳遞，換熱效率不受橫向通光口徑的限制，因此，本發(fā)明的普克爾盒具有口徑可定標(biāo)放大的特點。
[0023](3)高能重頻運轉(zhuǎn)下，由于電光晶體對激光的線性吸收，晶體內(nèi)將產(chǎn)生熱沉積從而引起不良熱效應(yīng)，例如晶體減反膜層龜裂、熱退偏、熱致波前畸變等。減小熱效應(yīng)的直接方法是選用吸收系數(shù)小的晶體、并減小晶體通光方向上厚度，考慮到晶體生長、加工、鍍膜技術(shù)等因素，DKDP晶體是目前為止最佳的選擇。本發(fā)明的普克爾盒縱向施加開關(guān)電壓脈沖，驅(qū)動電壓與晶體厚度無關(guān)，因此可以選擇盡可能薄的晶體，另外，本發(fā)明的普克爾盒縱向傳導(dǎo)冷卻，具有換熱面積大、熱量傳導(dǎo)路徑短、橫向溫度梯度小的特點，可高效管理普克爾盒的熱效應(yīng)，綜上，本發(fā)明的普克爾盒可應(yīng)用于高能重頻激光系統(tǒng)，并承受高的激光平均功率密度。
[0024](4)高反鏡采用非金屬材料作為基底，激光反射膜和電極金膜分面鍍制，使得混合電極普克爾盒可用于高通量條件下。為了避免非金屬高反鏡等效電容分壓、等效電阻限流，提出的分時分回路驅(qū)動方法實現(xiàn)了普克爾盒的低電壓快響應(yīng)驅(qū)動。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明混合電極普克爾盒結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明電路模塊示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明分時分回路驅(qū)動電路原理圖；
[0028]圖4為本發(fā)明混合電極普克爾盒驅(qū)動電壓隨時間的變化關(guān)系；
[0029]圖5為本發(fā)明混合電極普克爾盒上升時間的測試結(jié)果；
[0030]圖6為本發(fā)明IlOW激光輻照下(35W/Cm2@?20mm)晶體溫升和熱致退偏損耗隨時間變化關(guān)系；[0031 ]圖中:1-普克爾盒殼體，2-DKDP晶體，3_光窗，4_高反鏡，5_電極座，6-抽氣進氣嘴，7-放電腔，8-錐形放電針，9-電極環(huán)，10-圓孔，11-金屬墊片，12-TEC，13-絕熱層，14-熱電偶，15-散熱鰭片；
[0032]其中，圖4橫坐標(biāo)表示時間，單位為ns，縱坐標(biāo)為電壓，單位為kV;圖5橫坐標(biāo)表示時間，單位為ns，縱坐標(biāo)表示歸一化；圖6橫坐標(biāo)表示時間，單位為分鐘，主縱坐標(biāo)軸表示熱致退偏，次縱坐標(biāo)軸表示溫升，單位為K。
【具體實施方式】
[0033]為了使本領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合本發(fā)明的附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，基于本申請中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其它類同實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請保護的范圍。
[0034]實施例一:
[0035]如圖1、圖2和圖3所示，一種混合電極普克爾盒，其包括普克爾盒殼體1、光窗3、放電腔7、DKDP晶體2、高反鏡4、錐形放電針8、電極環(huán)9、電極座5、進氣抽氣嘴6、電路模塊和溫控模塊;所述普克爾盒殼體I上設(shè)置有進氣抽氣嘴6，所述進氣抽氣嘴6與放電腔7連通，所述放電腔7外設(shè)置有光窗3，所述放電腔7內(nèi)設(shè)置有電極環(huán)9，所述電極環(huán)9內(nèi)設(shè)置有錐形放電針8，所述電極環(huán)9與電極座5的內(nèi)端連接，所述電極座5與普克爾盒殼體I連接；
[0036]所述普克爾盒殼體I內(nèi)設(shè)置有圓孔10，所述DKDP晶體2鑲嵌在圓孔10內(nèi)，所述DKDP晶體2的兩個面分別設(shè)置有高反鏡4和放電腔7，所述放電腔7內(nèi)充有500Pa?5000Pa的He、Ne混合氣體，當(dāng)真空度達到10_20Pa，放電腔7通過進氣抽氣嘴6靜態(tài)封離，所述普克爾盒殼體I內(nèi)還設(shè)置有金屬墊片11，所述金屬墊片11位于DKDP晶體2和高反鏡4之間，所述DKDP晶體2和高反鏡4之間形成間隙，所述間隙內(nèi)充有500Pa?5000Pa的He、Ne混合氣體，通過該混合氣體實現(xiàn)DKDP晶體2和高反鏡4之間的傳導(dǎo)換熱，這樣高熱導(dǎo)率的硅基高反鏡4可縱向傳導(dǎo)冷卻DKDP晶體2，同時又避免了直接接觸封接導(dǎo)致的晶體減反膜層損傷以及裝夾應(yīng)力，并降低了晶體熱膨脹受限引起的應(yīng)力累積，使得普克爾盒可在高通量下運行。
[0037]所述高反鏡4的一表面鍍有激光高反膜，所述高反鏡4的另一表面鍍有金膜，高反鏡4鍍有激光高反膜的一面朝向DKDP晶體一側(cè)，鍍有金膜的一面與溫控模塊貼合，所述高反鏡4鍍有金膜的一面與金屬墊片11在電路上相連接，所述光窗3與普克爾盒殼體I之間，所述DKDP晶體2與普克爾盒殼體I之間，所述高反鏡4與普克爾盒殼體I之間均采用硅膠進行真空封接。
[0038]所述電路模塊包括匹配電阻和分壓電容，所述分壓電容Co通過端子與HEPC串聯(lián)后并與匹配電阻Rmatch并聯(lián)連接，所述電路模塊還包括電纜座，所述端子包括第一端子、第二端子、第三端子和第四端子，所述分壓電容Co的一端通過第三端子與HEPC的電極座外端連接，所述分壓電容Co的另一端與匹配電阻Rmateh連接，并通過第一端子與電纜座電纜芯連接并接高壓，所述匹配電阻Rmatch的另一端通過第四端子與HEPC的高反鏡4鍍有金膜的一面以及金屬墊片11連接，并通過第二端子與電纜座電纜皮連接并接地。
[0039]所述溫控模塊包括TECl2、熱電偶14、絕熱層13和散熱鰭片15，所述TECl 2位于絕熱層13的中心孔內(nèi)，TEC12的冷面與高反鏡4之間，TEC12的熱面與散熱鰭片15之間采用導(dǎo)熱硅脂粘接;所述熱電偶14位于絕熱層13的小孔內(nèi)，所述熱電偶14與所述高反鏡4之間采用導(dǎo)熱硅脂粘接。半導(dǎo)體致冷器(TEC) 12是利用半導(dǎo)體材料的珀爾帖效應(yīng)制成的，所謂珀爾帖效應(yīng)，是指當(dāng)直流電流通過兩種半導(dǎo)體材料組成的電偶時，其一端吸熱，一端放熱的現(xiàn)象。
[0040]—種混合電極普克爾盒的分時分回路驅(qū)動方法，高反鏡金膜和金屬墊片11電路上相連接，DKDP晶體2和高反鏡4之間間隙等效于火花隙開關(guān)Switch，氣體擊穿前開關(guān)電壓脈沖通過放電電極和高反鏡金膜加載，氣體擊穿后開關(guān)電壓脈沖通過放電腔7內(nèi)和間隙內(nèi)的等離子體給DKDP晶體2充電，具體包括如下步驟:
[0041]S1:在混合電極普克爾盒施加在放電電極和高反鏡金膜上施加高壓開關(guān)電壓脈沖，加載初期，電壓較低，放電腔7和間隙中的He、Ne混合氣體未被擊穿，分壓電容Co、DKDP晶體CDKDP、高反鏡4的等效電阻Rm以及電容Cm形成串聯(lián)電路并與匹配電阻Rmatch并聯(lián)；
[0042]S2:利用增大的開關(guān)電壓脈沖電壓形成強電場，擊穿放電腔7中He、Ne混合氣體和間隙中的He、Ne混合氣體，形成均勻、透明、高導(dǎo)電率、覆蓋全口徑的等離子體，并使得高反鏡4的等效電阻Rm及電容Cm短路；
[0043]S3:用開關(guān)電壓脈沖通過DKDP晶體2兩側(cè)形成的等離子體給DKDP晶體2充電至四分之一波電壓，從而避免了高反鏡4等效電容Cm分壓和等效電阻Rm限流，實現(xiàn)普克爾盒的低電壓快速響應(yīng)驅(qū)動。
[0044]在本發(fā)明中，普克爾盒用于控制入射激光的偏振方向，這樣，配合偏振片使用，可實現(xiàn)光路的通、斷控制，或激光的傳播方向控制。其工作原理為:靜態(tài)時，線偏振光依次垂直透射光窗3、DKDP晶體2，然后入射激光被高反鏡4反射沿原光路返回。動態(tài)時，在激光到來之前，開關(guān)電壓脈沖發(fā)生器收到觸發(fā)信號，輸出開關(guān)電壓脈沖。開關(guān)電壓脈沖施加在放電電極和高反鏡金膜上，放電腔7和傳導(dǎo)間隙內(nèi)的He、Ne混合氣體被擊穿形成均勻、高電導(dǎo)率、透明、覆蓋全口徑的等離子體，然后開關(guān)電壓脈沖通過等離子體加載在DKDP晶體2上，并給DKDP晶體2充電。若DKDP晶體2上加載的電壓幅值為四分之一波電壓，入射激光透過極化的晶體后，線偏振光將變?yōu)閳A偏光，經(jīng)高反鏡4反射后再次透過極化的晶體，圓偏光變?yōu)榫€偏振光，這時，出射光的偏振方向相對于入射激光的偏振方向旋轉(zhuǎn)了90°，激光到達偏振片時將被反射出原光路。綜上，通過控制開關(guān)電壓脈沖，普克爾盒配合偏振片即可實現(xiàn)光路的通斷控制，也可實現(xiàn)傳播方向的控制。
[0045]對比實驗一:
[0046]為了考察高平均功率混合電極普克爾盒的性能，研制了30mm 口徑樣機，對其性能進行了測試。插入損耗小于1.5%，全口徑內(nèi)靜態(tài)消光比優(yōu)于3dB，開關(guān)效率大于等于99.6%。圖4為混混合電極普克爾盒驅(qū)動電壓隨時間的變化關(guān)系，在開關(guān)電壓脈沖前沿，隨著電壓增大，強電場使得放電腔7和間隙中工作氣體擊穿，隨后開始給晶體充電，晶體充電完成后，加載在混合電極普克爾盒上的電壓約為10.5kV，10.5kV平頂電壓持續(xù)時間為200ns左右，隨后加載在普克爾盒上的電壓逐漸恢復(fù)至OkV。圖5本發(fā)明混合電極普克爾盒上升時間的測試結(jié)果，從圖中可以看出其響應(yīng)時間約為6.5ns;圖6為11OW激光輻照下(35ff/cm2iΦ20mm)晶體溫升和熱致退偏損耗隨時間變化關(guān)系，打開激光器后約7分鐘，DKDP晶體達到熱平衡態(tài)，晶體內(nèi)最高溫升為3.6K，熱致退偏損耗小于1.0% ;20分鐘時刻關(guān)閉激光器，熱致退偏損耗快速下降至0.1 %左右，同時晶體內(nèi)溫升逐漸恢復(fù)至O度。
[0047]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。
【主權(quán)項】
1.一種混合電極普克爾盒，其特征在于，其包括普克爾盒殼體、光窗、放電腔、DKDP晶體、高反鏡、錐形放電針、電極環(huán)、電極座、進氣抽氣嘴、電路模塊和溫控模塊； 所述普克爾盒殼體上設(shè)置有進氣抽氣嘴，所述進氣抽氣嘴與放電腔連通，所述放電腔外設(shè)置有光窗，所述放電腔內(nèi)設(shè)置有電極環(huán)，所述電極環(huán)內(nèi)設(shè)置有錐形放電針，所述電極環(huán)與電極座的內(nèi)端連接，所述電極座與普克爾盒殼體連接； 所述普克爾盒殼體內(nèi)設(shè)置有圓孔，所述DKDP晶體鑲嵌在圓孔內(nèi)，所述DKDP晶體的兩個面分別設(shè)置有高反鏡和放電腔，所述普克爾盒殼體內(nèi)還設(shè)置有金屬墊片，所述金屬墊片位于DKDP晶體和高反鏡之間，所述DKDP晶體和高反鏡之間形成間隙； 所述高反鏡的一表面鍍有激光高反膜，所述高反鏡的另一表面鍍有金膜，高反鏡鍍有激光高反膜的一面朝向DKDP晶體一側(cè)，鍍有金膜的一面與溫控模塊貼合，所述高反鏡鍍有金膜的一面與金屬墊片電路連接； 所述電路模塊包括匹配電阻和分壓電容，所述分壓電容通過端子與普克爾盒串聯(lián)后并與匹配電阻并聯(lián)連接。2.如權(quán)利要求1所述的一種混合電極普克爾盒，其特征在于，所述電路模塊還包括電纜座，所述端子包括第一端子、第二端子、第三端子和第四端子，所述分壓電容的一端通過第三端子與普克爾盒的電極座外端連接，所述分壓電容的另一端與匹配電阻連接，并通過第一端子與電纜座電纜芯連接并接高壓，所述匹配電阻的另一端通過第四端子與普克爾盒的高反鏡鍍有金膜的一面以及金屬墊片連接，并通過第二端子與電纜座電纜皮連接并接地。3.如權(quán)利要求1所述的一種混合電極普克爾盒，其特征在于，所述間隙內(nèi)充有500Pa?5000Pa的He、Ne混合氣體。4.如權(quán)利要求1所述的一種混合電極普克爾盒，其特征在于，所述放電腔內(nèi)充有500Pa?5000Pa的He、Ne混合氣體，放電腔通過進氣抽氣嘴靜態(tài)封離。5.如權(quán)利要求1所述的一種混合電極普克爾盒，其特征在于，所述光窗與普克爾盒殼體之間、所述DKDP晶體與普克爾盒殼體之間、所述高反鏡與普克爾盒殼體之間均采用硅膠進行真空封接。6.如權(quán)利要求1所述的一種混合電極普克爾盒，其特征在于，所述溫控模塊包括TEC、熱電偶、絕熱層和散熱鰭片，所述TEC位于絕熱層的中心孔內(nèi)，TEC的冷面與高反鏡之間、TEC的熱面與散熱鰭片之間采用導(dǎo)熱硅脂粘接，所述熱電偶位于絕熱層的小孔內(nèi)，所述熱電偶與所述高反鏡之間采用導(dǎo)熱硅脂粘接。7.—種混合電極普克爾盒的分時分回路驅(qū)動方法，其特征在于，所述混合電極普克爾盒為權(quán)利要求1-6所述的混合電極普克爾盒，所述方法包括如下步驟: S1:在混合電極普克爾盒的放電電極和高反鏡金膜上施加高壓開關(guān)電壓脈沖； S2:利用增大的開關(guān)電壓脈沖電壓形成強電場，擊穿放電腔中He、Ne混合氣體和間隙中的He、Ne混合氣體，形成均勻、透明、高導(dǎo)電率、覆蓋全口徑的等離子體，并使得高反鏡的等效電阻及電容短路； S3:用開關(guān)電壓脈沖通過DKDP晶體兩側(cè)形成的等離子體給DKDP晶體充電至四分之一波電壓，從而避免了高反鏡等效電容分壓和等效電阻限流，實現(xiàn)普克爾盒的低電壓快速響應(yīng)驅(qū)動。
【文檔編號】H01S3/115GK106025785SQ201610566944
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月19日
【發(fā)明人】張君, 張雄軍, 龍蛟, 田曉琳, 鄭建剛, 林東暉, 張軍偉, 吳登生, 王振國, 蔣新穎, 嚴雄偉, 粟敬欽, 胡東霞, 鄭奎興, 朱啟華, 魏曉峰
【申請人】中國工程物理研究院激光聚變研究中心