一種非線性光導(dǎo)開關(guān)測試裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及非線性光導(dǎo)開關(guān)參數(shù)測試領(lǐng)域，尤其是涉及一種非線性光導(dǎo)開關(guān)測試裝置及方法。本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種非線性光導(dǎo)開關(guān)測試裝置及方法。通過延時同步機、激光器、光纖、光電探頭、第一高壓探頭等配合克服在高壓、大電流、超快脈沖的條件下對非線性光導(dǎo)開關(guān)進行準(zhǔn)確測試的困難，實現(xiàn)非線性光導(dǎo)開關(guān)導(dǎo)通延遲時間、抖動、導(dǎo)通電阻、耐壓和壽命等參數(shù)。本裝置包括延時同步機、激光器、光纖、光電探頭、高壓探頭、示波器、高壓脈沖電源、Blumlein傳輸線、匹配負(fù)載、有機玻璃盒、變壓器絕緣油、限位夾具。待測非線性光導(dǎo)開關(guān)、Blumlein傳輸線、匹配負(fù)載置于有機玻璃盒內(nèi)，并且浸沒于變壓器絕緣油中。
【專利說明】一種非線性光導(dǎo)開關(guān)測試裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及非線性光導(dǎo)開關(guān)參數(shù)測試領(lǐng)域，尤其是涉及一種非線性光導(dǎo)開關(guān)測試裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]光導(dǎo)開關(guān)(PhotoconductiveSemiconductor Switches-PCSS)是利用脈沖激光激勵光導(dǎo)半導(dǎo)體實現(xiàn)阻抗?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換的一種新型固體開關(guān)。自從1972年，Maryland大學(xué)的Jayaraman和Lee首次發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體材料對皮秒光脈沖作用的響應(yīng)時間可在皮秒的范圍內(nèi)以來，光導(dǎo)開關(guān)的特性研究就引起了各國科學(xué)家的高度重視。由于光導(dǎo)開關(guān)具有導(dǎo)通速度快、同步精度高、觸發(fā)抖動小等優(yōu)點，它在醫(yī)用介質(zhì)壁加速器、高功率微波、超短超快電脈沖、閃光照相等眾多領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景。
[0003]光導(dǎo)開關(guān)的工作模式分為線性模式和非線性模式兩種，其中，光導(dǎo)開關(guān)的偏置電場強度和觸發(fā)光能都達到一定閾值后，光導(dǎo)開關(guān)才會工作在非線性模式，該工作模式也是目前本領(lǐng)域研究的熱點。由于在非線性模式下，光導(dǎo)開關(guān)兩極間偏置電壓達數(shù)十千伏、開關(guān)導(dǎo)通電流達數(shù)百安培、功率達數(shù)十兆瓦，因此若要對非線性光導(dǎo)開關(guān)的性能進行測試，則對測試裝置有著較高的要求。
[0004]目前，國內(nèi)非線性光導(dǎo)開關(guān)生產(chǎn)工藝還不成熟，一方面造成開關(guān)價格昂貴，另一方面也使得開關(guān)質(zhì)量參差不齊，而且缺乏統(tǒng)一的檢測裝置，迫切需要一套準(zhǔn)確、方便、可靠的檢測裝置，來對非線性光導(dǎo)開關(guān)的質(zhì)量進行控制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種非線性光導(dǎo)開關(guān)測試裝置及方法。通過延時同步機、激光器、光纖、光電探頭、高壓探頭、示波器、高壓脈沖電源、Blumlein傳輸線、匹配負(fù)載等配合，克服在高壓、大電流、超快脈沖的條件下對非線性光導(dǎo)開關(guān)進行準(zhǔn)確測試的困難，實現(xiàn)非線性光導(dǎo)開關(guān)導(dǎo)通延遲時間、抖動、導(dǎo)通電阻、耐壓和壽命等參數(shù)測試的準(zhǔn)確、方便、可靠，保證非線性光導(dǎo)開關(guān)的性能和質(zhì)量。具體是通過當(dāng)高壓脈沖電源輸出高壓信號，對Blumlein傳輸線進行充電；待測非線性光導(dǎo)開關(guān)充電完成后，激光器產(chǎn)生激光信號經(jīng)過光纖傳輸至待測非線性光導(dǎo)開關(guān)表面使得待測非線性光導(dǎo)開關(guān)導(dǎo)通時，在Blumlein傳輸線兩個金屬銀電極之間產(chǎn)生一個電壓脈沖，該電壓脈沖沿著Blumlein傳輸線傳播到匹配負(fù)載等一系列測試過程得到待測非線性光導(dǎo)開關(guān)通延遲時間、抖動、導(dǎo)通電阻技術(shù)指標(biāo)，較為準(zhǔn)確把握待測非線性光導(dǎo)開關(guān)的參數(shù)特性；通過逐漸提高高壓脈沖電源的輸出電壓，即逐漸提高Blumlein傳輸線的充電電壓，直到待測非線性光導(dǎo)開關(guān)發(fā)生自擊穿，在待測非線性光導(dǎo)開關(guān)發(fā)生自擊穿前一時刻，示波器通過第一高壓探頭測量到的Blumlein傳輸線上高壓信號的幅值即為待測非線性光導(dǎo)開關(guān)的耐壓；在待測非線性光導(dǎo)開關(guān)工作在所需滿足的技術(shù)指標(biāo)條件下，讓待測非線性光導(dǎo)開關(guān)持續(xù)工作，直至待測非線性光導(dǎo)開關(guān)無法正常工作為止，記錄下待測非線性光導(dǎo)開關(guān)的工作次數(shù)，即為待測光導(dǎo)開關(guān)的壽命。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種非線性光導(dǎo)開關(guān)測試裝置，包括延時同步機、激光器、光電探頭、高壓探頭、示波器、高壓脈沖電源、Blumlein傳輸線、匹配負(fù)載、第一高壓探頭、第二高壓探頭、有機玻璃盒、有機玻璃底座、變壓器絕緣油、限位夾具；
Blumlein傳輸線，包括第一玻璃陶瓷平板傳輸線及第二玻璃陶瓷平板傳輸線，所述第一玻璃陶瓷平板傳輸線及第二玻璃陶瓷平板傳輸線上下重疊置于有機玻璃底座上表面，Blumlein傳輸線通過限位夾具固定于有機玻璃底座上；所述第一玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極與第二玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極鄰接并導(dǎo)通，第二玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極與有機玻璃底座鄰接；第一玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極或者第二玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極用于當(dāng)高壓脈沖電源輸出高壓信號時，對Blumlein傳輸線進行充電；待Blumlein傳輸線充電完成后,激光器通過產(chǎn)生激光信號經(jīng)過光纖傳輸后照射到待測非線性光導(dǎo)開關(guān)表面使得待測非線性光導(dǎo)開關(guān)導(dǎo)通時，在第一玻璃陶瓷平板傳輸線兩個金屬銀電極之間產(chǎn)生一個電壓脈沖，該電壓脈沖沿著第一玻璃陶瓷平板傳輸線傳播到匹配負(fù)載，即Blumlein傳輸線產(chǎn)生的電壓脈沖；
待測非線性光導(dǎo)開關(guān)陽極與第一玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極連接，待測非線性光導(dǎo)開關(guān)陰極與第一玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極連接；其中所述第一玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極與高壓脈沖電源接地端連接；第一玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極與高壓脈沖電源正極連接；待測非線性光導(dǎo)開關(guān)陰極通過第一固定螺釘固定在第一玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極上；
延時同步機，用于分別先后給高壓脈沖電源、激光器觸發(fā)信號；觸發(fā)高壓脈沖電源輸出高壓信號，觸發(fā)激光器產(chǎn)生激光信號；
匹配負(fù)載，用于接收Blumlein傳輸線產(chǎn)生的電壓脈沖，并通過第二高壓探頭測試電壓脈沖信號；所述匹配負(fù)載設(shè)置在第一玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極和第二玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極之間；
光電探頭，用于示波器探測激光器產(chǎn)生的脈沖激光照射到待測非線性光導(dǎo)開關(guān)表面時產(chǎn)生的反射光，并將該反射光信號轉(zhuǎn)換為電信號傳輸至示波器，所述示波器獲得脈沖激光照射到待測非線性光導(dǎo)開關(guān)表面的時刻其中，t為若光電探頭探測激光器產(chǎn)生


V
激光信號到達示波器的時刻q為光電探頭到示波器連接線長度，V為電磁波在導(dǎo)線中傳播速度，為已知量；
示波器，用于通過第一高壓探頭探測Blumlein傳輸線充電電壓信號、用于通過光電探頭探測激光器產(chǎn)生激光信號以及用于通過第二高壓探頭探測匹配負(fù)載上的電壓脈沖波形，可獲得各個波形信號到達示波器的時刻和幅值；其中示波器通過第一高壓探頭探測Blumlein傳輸線充電電壓波形，并將該波形信號傳輸至不波器，在不波器上獲得Blumlein
傳輸線上高壓脈沖電源輸出高壓信號電壓值％ ;示波器通過第二高壓探頭探測在匹配負(fù)載上獲得的電壓脈沖，并將該電壓脈沖信號傳輸至示波器，在示波器上獲得匹配負(fù)載上輸出電壓值w，同時獲得匹配負(fù)載上獲得輸出電壓脈沖的時刻其中，f為電壓脈沖
u&V
信號到達示波器的時刻，h為第二高壓探頭到示波器連接線長度；則待測非線性光導(dǎo)開關(guān)的導(dǎo)通延遲時間為其中，τ為第一玻璃陶瓷平板傳輸線或第二玻璃陶瓷平板傳輸線的電學(xué)時間長度，為已知量；待測非線性光導(dǎo)開關(guān)的抖動

【權(quán)利要求】
1.一種非線性光導(dǎo)開關(guān)測試裝置，包括延時同步機、激光器、光電探頭、高壓探頭、示波器、高壓脈沖電源，其特征在于還包括Blumlein傳輸線、匹配負(fù)載、第一高壓探頭、第二高壓探頭、有機玻璃盒、有機玻璃底座、變壓器絕緣油、限位夾具； Blumlein傳輸線，包括第一玻璃陶瓷平板傳輸線及第二玻璃陶瓷平板傳輸線，所述第一玻璃陶瓷平板傳輸線及第二玻璃陶瓷平板傳輸線上下重疊置于有機玻璃底座上表面，Blumlein傳輸線通過限位夾具固定于有機玻璃底座上；所述第一玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極與第二玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極鄰接并導(dǎo)通，第二玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極與有機玻璃底座鄰接；第一玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極或者第二玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極用于當(dāng)高壓脈沖電源輸出高壓信號時，對Blumlein傳輸線進行充電；待Blumlein傳輸線充電完成后,激光器通過產(chǎn)生激光信號經(jīng)過光纖傳輸后照射到待測非線性光導(dǎo)開關(guān)表面使得待測非線性光導(dǎo)開關(guān)導(dǎo)通時，在第一玻璃陶瓷平板傳輸線兩個金屬銀電極之間產(chǎn)生一個電壓脈沖，該電壓脈沖沿著第一玻璃陶瓷平板傳輸線傳播到匹配負(fù)載，即Blumlein傳輸線產(chǎn)生的電壓脈沖； 待測非線性光導(dǎo)開關(guān)陽極與第一玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極連接，待測非線性光導(dǎo)開關(guān)陰極與第一玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極連接；其中所述第一玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極與高壓脈沖電源接地端連接；第一玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極與高壓脈沖電源正極連接；待測非線性光導(dǎo)開關(guān)陰極通過第一固定螺釘固定在第一玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極上； 延時同步機，用于分別先后給高壓脈沖電源、激光器觸發(fā)信號；觸發(fā)高壓脈沖電源輸出高壓信號，觸發(fā)激光器產(chǎn)生激光信號； 匹配負(fù)載，用于接收Blumlein傳輸線產(chǎn)生的電壓脈沖，并通過第二高壓探頭測試電壓脈沖信號；所述匹配負(fù)載設(shè)置在第一玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極和第二玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極之間； 光電探頭，用于示波器探測激光器產(chǎn)生的脈沖激光照射到待測非線性光導(dǎo)開關(guān)表面時產(chǎn)生的反射光，并將該反射光信號轉(zhuǎn)換為電信號傳輸至示波器，所述示波器獲得脈沖激光照射到待測非線性光導(dǎo)開關(guān)表面的時刻4?，其中，f為若光電探頭探測激光器產(chǎn)生
V1I激光信號到達示波器的時刻i為光電探頭到示波器連接線長度，V為電磁波在導(dǎo)線中傳播速度，為已知量； 示波器，用于通過第一高壓探頭探測Blumlein傳輸線充電電壓信號、用于通過光電探頭探測激光器產(chǎn)生激光信號以及用于通過第二高壓探頭探測匹配負(fù)載上的電壓脈沖波形，可獲得各個波形信號到達示波器的時刻和幅值；其中示波器通過第一高壓探頭探測Blumlein傳輸線充電電壓波形，并將該波形信號傳輸至不波器，在不波器上獲得Blumlein傳輸線上高壓脈沖電源輸出高壓信號電壓值％ ;示波器通過第二高壓探頭探測在匹配負(fù)載上獲得的電壓脈沖，并將該電壓脈沖信號傳輸至示波器，在示波器上獲得匹配負(fù)載上輸出電壓值w，同時獲得匹配負(fù)載上獲得輸出電壓脈沖的時刻=?，其中，< 為電壓脈沖



V信號到達示波器的時刻，h為第二高壓探頭到示波器連接線長度；則待測非線性光導(dǎo)開關(guān)的導(dǎo)通延遲時間為= 砧-τ,其中力第一玻璃陶瓷平板傳輸線或第二玻璃陶瓷平板傳輸線的電學(xué)時間長度，為已知量；待測非線性光導(dǎo)開關(guān)的抖動&’其中，為第次測量得到的待測非線性光導(dǎo)開關(guān)導(dǎo)通延遲時間，/為正整數(shù)；石為多次測

/ \量導(dǎo)通延遲時間得到的平均值；待測非線性光導(dǎo)開關(guān)的導(dǎo)通電阻為^-1 ^，其
At/中，為第一玻璃陶瓷平板傳輸線或第二玻璃陶瓷平板傳輸線的特征阻抗，為已知量；其中Blumlein傳輸線充電電壓即為高壓脈沖電源輸出的高壓信號； 有機玻璃盒中充滿變壓器絕緣油；所述待測非線性光導(dǎo)開關(guān)、Blumlein傳輸線、匹配負(fù)載置于有機玻璃盒內(nèi)，并且浸沒于變壓器絕緣油中，其中所述Blumlein傳輸線通過限位夾具固定于有機玻璃底座上，所述有機玻璃盒是上端開口的有機玻璃容器，有機玻璃底座底端放置于有有機玻璃盒底部。
2.一種非線性光導(dǎo)開關(guān)測試裝置，包括高壓脈沖電源、示波器，其特征在于還包括Blumlein傳輸線、第一高壓探頭、匹配負(fù)載、有機玻璃盒、變壓器絕緣油，限位夾具； Blumlein傳輸線，包括第一玻璃陶瓷平板傳輸線及第二玻璃陶瓷平板傳輸線，所述第一玻璃陶瓷平板傳輸線及第二玻璃陶瓷平板傳輸線上下重疊置于有機玻璃底座上，Blumlein傳輸線通過限位夾具固定于有機玻璃底座上；所述第一玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極與第二玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極鄰接并導(dǎo)通，第二玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極與有機玻璃底座鄰接； 待測非線性光導(dǎo)開關(guān)陽極與第一玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極連接，待測非線性光導(dǎo)開關(guān)陰極與第一玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極連接；其中所述第一玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極與高壓脈沖電源接地端連接；第一玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極與高壓脈沖電源正極連接；待測非線性光導(dǎo)開關(guān)陰極通過第一固定螺釘固定在第一玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極上； 高壓脈沖電源逐漸提高輸出的高壓電壓，直到待測非線性光導(dǎo)開關(guān)發(fā)生自擊穿，在待測非線性光導(dǎo)開關(guān)發(fā)生自擊穿前一時刻，示波器通過第一高壓探頭測量到的Blumlein傳輸線上高壓信號的幅值即為待測非線性光導(dǎo)開關(guān)的耐壓；在待測非線性光導(dǎo)開關(guān)工作在所需滿足的技術(shù)指標(biāo)條件下，讓待測非線性光導(dǎo)開關(guān)持續(xù)工作，直至待測非線性光導(dǎo)開關(guān)無法正常工作為止，記錄下待測非線性光導(dǎo)開關(guān)的工作次數(shù)，即為待測非線性光導(dǎo)開關(guān)的壽命; 有機玻璃盒中充滿變壓器絕緣油；所述待測非線性光導(dǎo)開關(guān)、Blumlein傳輸線、匹配負(fù)載置于有機玻璃盒內(nèi)，并且浸沒于變壓器絕緣油中，其中所述Blumlein傳輸線通過限位夾具固定于有機玻璃底座上，所述有機玻璃盒是上端開口的有機玻璃容器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種非線性光導(dǎo)開關(guān)測試裝置，其特征在于所述Blumlein傳輸線包括第一玻璃陶瓷平板傳輸線及第二玻璃陶瓷平板傳輸線，所述第一玻璃陶瓷平板傳輸線及第二玻璃陶瓷平板傳輸線上下重疊置于有機玻璃底座上，Blumlein傳輸線通過限位夾具固定于有機玻璃底座上，所述第一玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極與第二玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極鄰接，所述待測非線性光導(dǎo)開關(guān)陰極卡接在第一玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極一側(cè)，第二玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極與有機玻璃底座鄰接，所述匹配負(fù)載卡接在第一玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極、第二玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種非線性光導(dǎo)開關(guān)測試裝置，其特征在于所述有機玻璃底座和限位夾具的制作材料均為有機玻璃，所述限位夾具設(shè)置在Blumlein傳輸線兩側(cè)，限位夾具兩側(cè)通過第二螺釘、第三螺釘將Blumlein傳輸線固定于有機玻璃底座上，其中限位夾具使得第一玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極與第二玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極無縫隙鄰接；所述待測非線性光導(dǎo)開關(guān)設(shè)置在第一玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極一側(cè)，所述待測非線性光導(dǎo)開關(guān)通過第一螺釘固定于限位夾具；與第一玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極連接的匹配負(fù)載一端通過第四螺釘固定于限位夾具上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種非線性光導(dǎo)開關(guān)測試裝置，其特征在于所述待測非線性光導(dǎo)開關(guān)分別通過銀箔與第一玻璃陶瓷平板傳輸線、第二玻璃陶瓷平板傳輸線連接；匹配負(fù)載分別通過銀箔與第一玻璃陶瓷平板傳輸線、第二玻璃陶瓷平板傳輸線連接；所述銀箔的寬度與金屬銀電極寬度相同；所述第一螺釘、第二螺釘、第三螺釘、第四螺釘末端粗糙度K的最大值為3.2 μ m，Rs最大值為12.5 μ m ;所述高壓脈沖電源與待測非線性光導(dǎo)開關(guān)的連接線，所述在近待測非線性光導(dǎo)開關(guān)一端的連接線采用鋸齒狀結(jié)構(gòu)；所述匹配負(fù)載的阻抗與Blumlein傳輸線的阻抗匹配，即為第一玻璃陶瓷平板傳輸線或第二玻璃陶瓷平板傳輸線特征阻抗的2倍。
6.一種非線性光導(dǎo)開關(guān)測試方法，其特征在于包括: 步驟I =Blumlein傳輸線包括第一玻璃陶瓷平板傳輸線及第二玻璃陶瓷平板傳輸線，所述第一玻璃陶瓷平板傳輸線及第二玻璃陶瓷平板傳輸線上下重疊置于有機玻璃底座上，Blumlein傳輸線通過限位夾具固定于有機玻璃底座上，所述第一玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極與第二玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極鄰接并導(dǎo)通；第二玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極與有機玻璃底座鄰接； 步驟2:將待測非線性光導(dǎo)開關(guān)陽極與第一玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極連接，待測非線性光導(dǎo)開關(guān)陰極與第一玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極連接；其中所述第一玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極與高壓脈沖電源接地端連接；第一玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極與高壓脈沖電源正極連接；待測非線性光導(dǎo)開關(guān)陰極通過第一固定螺釘固定在第一玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極上；有機玻璃盒中充滿變壓器絕緣油；所述待測非線性光導(dǎo)開關(guān)、Blumlein傳輸線、匹配負(fù)載置于有機玻璃盒內(nèi)，并且浸沒于變壓器絕緣油中，其中所述Blumlein傳輸線通過限位夾具固定于有機玻璃底座上，所述有機玻璃盒是上端開口的有機玻璃容器；有機玻璃底座底端放置于有機玻璃和底部； 步驟3:通過延時同步機分別先后給高壓脈沖電源、激光器觸發(fā)信號；并觸發(fā)高壓脈沖電源輸出高壓信號，觸發(fā)激光器產(chǎn)生激光信號； 步驟:4:當(dāng)高壓脈沖電源輸出高壓信號，對Blumlein傳輸線進行充電，示波器通過第一高壓探頭探測Blumlein傳輸線充電電壓,在示波器上獲得Blumlein傳輸線充電電壓值uI ;Blumlein傳輸線充電電壓即為高壓脈沖電源輸出的高壓信號； 步驟5:待高壓脈沖電壓輸出的高壓信號給待測非線性光導(dǎo)開關(guān)充電完成后，激光器產(chǎn)生激光信號經(jīng)光纖傳輸后照射到待測非線性光導(dǎo)開關(guān)表面，用光電探頭探測激光信號照射到待測非線性光導(dǎo)開關(guān)表面時產(chǎn)生的反射光，并將該反射光信號轉(zhuǎn)換為電信號傳輸至示波器，通過示波器獲得激光信號照射到待測非線性光導(dǎo)開關(guān)表面的時刻4S =4-1,其中，




V4為光電探頭測得的激光信號到達示波器的時刻，為光電探頭到示波器連接線長度，V為電磁波在導(dǎo)線中傳播速度，為已知量； 步驟6:激光信號使得待測非線性光導(dǎo)開關(guān)導(dǎo)通時，在第一玻璃陶瓷平板傳輸線兩個金屬銀電極之間產(chǎn)生一個電壓脈沖，該電壓脈沖沿著第一玻璃陶瓷平板傳輸線傳播到匹配負(fù)載，然后示波器通過第二高壓探頭探測到匹配負(fù)載上獲得的電壓脈沖，示波器通過獲得電壓脈沖信號傳輸?shù)狡ヅ湄?fù)載的時刻,其中，f為該電壓脈沖信號到達不波器


V的時刻，h為第二高壓探頭到示波器連接線長度；同時在示波器上獲得匹配負(fù)載上輸出電壓值U。；則待測非線性光導(dǎo)開關(guān)的導(dǎo)通延遲時間為其中，τ為第一玻璃陶瓷平板傳輸線或第二玻璃 陶瓷平板傳輸線的電學(xué)時間長度，為已知量；待測非線性光導(dǎo)開關(guān)的抖動&
，其中，為第卩欠測量得到的待測非線性光導(dǎo)開關(guān)導(dǎo)通延遲時間，:為正整數(shù)，M為多次測量導(dǎo)通延遲時間^得到的平均值；待測非線性光導(dǎo)開關(guān)的
導(dǎo)通電阻為.
，其中，為第一玻璃陶瓷平板傳輸線或第二玻璃陶瓷平板傳 輸線的特征阻抗，為已知量。
7.一種非線性光導(dǎo)開關(guān)測試方法，其特征在于包括: 步驟I =Blumlein傳輸線包括第一玻璃陶瓷平板傳輸線及第二玻璃陶瓷平板傳輸線，所述第一玻璃陶瓷平板傳輸線及第二玻璃陶瓷平板傳輸線上下重疊置于有機玻璃底座上，Blumlein傳輸線通過限位夾具固定于有機玻璃底座上，所述第一玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極與第二玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極鄰接并導(dǎo)通；第二玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極與有機玻璃底座鄰接； 步驟2:將待測非線性光導(dǎo)開關(guān)陽極與第一玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極連接，待測非線性光導(dǎo)開關(guān)陰極與第一玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極連接；其中所述第一玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極與高壓脈沖電源接地端連接；第一玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極與高壓脈沖電源正極連接；待測非線性光導(dǎo)開關(guān)陰極通過第一固定螺釘固定在第一玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極上；有機玻璃盒中充滿變壓器絕緣油；所述待測非線性光導(dǎo)開關(guān)、Blumlein傳輸線、匹配負(fù)載置于有機玻璃盒內(nèi)，并且浸沒于變壓器絕緣油中，其中所述Blumlein傳輸線通過限位夾具固定于有機玻璃底座上，所述有機玻璃盒是上端開口的有機玻璃容器； 步驟3:高壓脈沖電源逐漸提高輸出的高壓電壓，直到待測非線性光導(dǎo)開關(guān)發(fā)生自擊穿，在待測非線性光導(dǎo)開關(guān)發(fā)生自擊穿前一時刻，示波器通過第一高壓探頭測量到的Blumlein傳輸線上高壓信號的幅值即為待測非線性光導(dǎo)開關(guān)的耐壓；在待測非線性光導(dǎo)開關(guān)工作在所需滿足的技術(shù)指標(biāo)條件下，讓待測非線性光導(dǎo)開關(guān)持續(xù)工作，直至待測非線性光導(dǎo)開關(guān)無法正常工作為止，記錄下待測非線性光導(dǎo)開關(guān)的工作次數(shù)，即為待測非線性光導(dǎo)開關(guān)的壽命；其中Blumlein傳輸線充電電壓即為高壓脈沖電源輸出的高壓信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的一種非線性光導(dǎo)開關(guān)測試方法，其特征在于所述Blumlein傳輸線包括第一玻璃陶瓷平板傳輸線及第二玻璃陶瓷平板傳輸線，所述第一玻璃陶瓷平板傳輸線及第二玻璃陶瓷平板傳輸線上下重疊置于有機玻璃底座上，Blumlein傳輸線通過限位夾具固定于有機玻璃底座上，所述第一玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極與第二玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極鄰接，所述待測非線性光導(dǎo)開關(guān)陰極卡接在第一玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極一側(cè)，第二玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極與有機玻璃底座鄰接，所述匹配負(fù)載卡接在第一玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極、第二玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種非線性光導(dǎo)開關(guān)測試方法，其特征在于有機玻璃底座和限位夾具的制作材料均為有機玻璃，所述限位夾具設(shè)置在Blumlein傳輸線兩側(cè)，限位夾具兩側(cè)通過第二螺釘、第三螺釘將Blumlein傳輸線固定于有機玻璃底座上，其中限位夾具使得第一玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極與第二玻璃陶瓷平板傳輸線一端面金屬銀電極無縫隙鄰接；所述待測非線性光導(dǎo)開關(guān)設(shè)置在第一玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極一側(cè)，所述待測非線性光導(dǎo)開關(guān)通過第一螺釘固定于限位夾具；與第一玻璃陶瓷平板傳輸線另一端面金屬銀電極連接的匹配負(fù)載一端通過第四螺釘固定于限位夾具上。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種非線性光導(dǎo)開關(guān)測試方法，其特征在于所述待測非線性光導(dǎo)開關(guān)分別通過銀箔與第一玻璃陶瓷平板傳輸線、第二玻璃陶瓷平板傳輸線連接；匹配負(fù)載分別通過銀箔與第一玻璃陶瓷平板傳輸線、第二玻璃陶瓷平板傳輸線連接；所述銀箔的寬度與金屬銀電極寬度相同；所述第一螺釘、第二螺釘、第三螺釘、第四螺釘末端粗糙度柔的最大值為3.2 μ m，矣最大值為12.5μπι;所述高壓脈沖電源與待測非線性光導(dǎo)開關(guān)的連接線，所述在近待測非線性光導(dǎo)開關(guān)一端的連接線采用鋸齒狀結(jié)構(gòu)；所述匹配負(fù)載的阻抗與Blumlein傳輸線的阻抗匹配，即為第一玻璃陶瓷平板傳輸線或第二玻璃陶瓷平板傳輸線特征阻抗的2倍。
【文檔編號】G01R31/327GK104166091SQ201410430777
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】王衛(wèi), 夏連勝, 諶怡, 劉毅, 張篁 申請人:中國工程物理研究院流體物理研究所