CN112557713B - 激光诱导强脉冲电流注入装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种脉冲电流注入装置，包括内部形成真空腔室的真空舱；以可拆卸方式安装于真空舱的金属片；设置在真空舱内的脉冲激光器，用于提供脉冲激光束辐照金属片，以产生脉冲电流；注入电流导线一端与金属片连接，另一端经气密型射频转换接头延伸至真空舱外；以及用于在测试过程中连接待测单元，并接地的接地导线。本发明能够通过激光辐射金属片，诱导产生瞬态强脉冲电流，注入待测单元中，实现对待测单元仪器设备抗辐射能力的检测，具有峰值功率高、易于实现，电磁兼容性好等优点。

Description

激光诱导强脉冲电流注入装置
技术领域
本发明涉及一种脉冲电流注入装置，特别是激光诱导强脉冲电流注入装置，用于提供瞬态强电流，以检测仪器设备抗辐射能力。
背景技术
高功率激光装置上进行的试验会产生强辐射，仪器和设备在强辐射场下会产生感应电流，进而对仪器和设备运行造成影响。为了评估强辐射辐照导致的脉冲电流对仪器的影响，需要进行工程试验考核设备的抗干扰能力。
高功率激光装置强辐射场产生的感应电流具有脉冲持续时间短(几个ns)，峰值功率高的特点，传统的电激励源产生的脉冲电流脉冲宽度较大(十几个ns)，峰值功率较低，无法有效模拟这种试验场景。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种激光诱导强脉冲电流注入装置，能够产生超短脉冲电流，以便检测仪器设备在强辐射场下的抗辐射能力。
为实现上述目的，本发明技术方案如下：
一种脉冲电流注入装置，包括内部形成真空腔室的真空舱；以可拆卸方式安装于真空舱的金属片；设置在真空舱内的脉冲激光器，用于提供脉冲激光束辐照金属片，以产生脉冲电流；注入电流导线一端与金属片连接，另一端经气密型射频转换接头延伸至真空舱外；以及用于在测试过程中连接待测单元，并接地的接地导线。
采用以上方案，利用脉冲激光束辐照金属片，金属片表面快速离化使电子和离子分离，在极短时间内产生瞬态强脉冲电流注入待测单元中，实现对待测单元仪器设备抗辐射能力的检测，为仪器设备在强辐射场下抗辐射能力测试提供了解决手段，激光离化在真空腔室内进行，并在大气环境下进行注入测试，确保高效离化产生超短脉冲电流。
作为优选，所述真空舱通过真空转接盘连接有隔离舱，所述注入电流导线经气密型射频转换接头接入隔离舱内，并经由设置在隔离舱上的注入端口延伸至隔离舱外。该结构能够在进一步提高密封性能的同时，方便系统的安装，保障设备的紧凑性。
作为优选，所述接地导线经由设置在该隔离舱上的回流端口和接地端子接地，该结构能够同时实现待测单元和隔离舱的接地，保障设备运行安全。
为便于检测脉冲电流，位于隔离舱内的注入电流导线上安装有内部电流取样器。
为减小强辐射对装置本身的影响，所述脉冲激光器的控制部分以及装置的电控部分均设置在隔离舱中。
改变所述金属片的材料和尺寸，能够调整所述脉冲电流的波形，以满足测试需要。
同样的，调整所述脉冲激光器发射激光的波长和波形参数，也能够改变产生的脉冲电流的波形。
有益效果：
采用本发明提供的激光诱导强脉冲电流注入装置，能够通过激光辐射金属片，诱导产生瞬态强脉冲电流，注入待测单元中，实现对待测单元仪器设备抗辐射能力的检测，具有峰值功率高、易于实现，电磁兼容性好等优点。
附图说明
图1为本发明激光诱导强脉冲电流注入装置的示例性结构示意图；
图2为图1所示激光诱导强脉冲电流注入装置的使用状态参考图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
如图1所示的激光诱导强脉冲电流注入装置，包括呈中空长方体结构的真空舱1，真空舱1内部形成真空腔室1a，在真空舱1的真空腔室1a中安装有金属片2和脉冲激光器3，金属片2可以被拆卸更换，脉冲激光器3用于提供脉冲激光束辐照金属片2，以产生脉冲电流。
真空舱1经真空转接盘7连接有隔离舱8，隔离舱8主要用于安装装置的电控设备以及脉冲激光器3的控制部分31，本身不需要严格密封，通过真空转接盘7可以确保真空舱1内的真空环境。
金属片2连接有注入电流导线4，该注入电流导线4经同轴设置在真空转接盘7内的气密型射频转换接头5引入隔离舱8，并经由设置在隔离舱8一侧侧壁上的注入端口81延伸至隔离舱8外，以便连接待测单元并注入脉冲电流。
隔离舱8设有回流端口82和接地端子83，并通过该回流端口82和接地端子83连接有接地导线6，用于在测试时待测单元和装置的接地，避免隔离舱8产生的感应电流对装置运行产生影响，为在测试过程中方便操作，回流端口82靠近注入端口81设置。
为监测所产生的脉冲电流，位于隔离舱8内的注入电流导线4上还安装了内部电流取样器41。
请参照图2，工作时，将待测单元9的壳体分别与注入电流导线4和接地导线6连接，靠近待测单元9的注入电流导线4上安装外部电流取样器42，并连接示波器10，启动脉冲激光器3产生脉冲激光束辐照金属片2，在金属表面快速离化导致电子和离子分离，在极短时间内形成超短的脉冲强电流，经注入电流导线4注入待测单元9，通过示波器10显示的波形情况即可评估待测单元9的抗强辐射能力。
激光离化在真空舱1内真空隔离条件下进行，能够高效离化产生超短脉冲电流，同时形成辐射防护，保护外部人员和设备安全，仅让电流输出，电流经隔离舱5在大气环境下注入待测单元9，更逼近真实工作环境。
通过更换不同材料的金属片2、改变金属片2尺寸或者控制脉冲激光器3激光波长和波形参数，可以控制产生不同波形的脉冲电流。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种激光诱导强脉冲电流注入装置，其特征在于，包括：
真空舱(1)，其内部形成真空腔室(1a)；
金属片(2)，以可拆卸方式安装于真空舱(1)内；
脉冲激光器(3)，设置在真空舱(1)内，用于提供脉冲激光束辐照金属片(2)，以产生脉冲电流；
注入电流导线(4)，其一端与金属片(2)连接，另一端经气密型射频转换接头(5)延伸至真空舱(1)外，以将所述脉冲电流引向待测单元；以及
接地导线(6)，用于在测试过程中连接待测单元，并接地；
所述真空舱(1)通过真空转接盘(7)连接有隔离舱(8)，所述注入电流导线(4)经气密型射频转换接头(5)接入隔离舱(8)内，并经由设置在隔离舱(8)上的注入端口(81)延伸至隔离舱(8)外；
所述接地导线(6)经由设置在该隔离舱(8)上的回流端口(82)和接地端子(83)接地，所述回流端口(82)靠近注入端口(81)设置。
2.根据权利要求1所述的激光诱导强脉冲电流注入装置，其特征在于：位于隔离舱(8)内的注入电流导线(4)上安装有内部电流取样器(41)。
3.根据权利要求1或2所述的激光诱导强脉冲电流注入装置，其特征在于：所述脉冲激光器(3)的控制部分设置在隔离舱(8)中。
4.根据权利要求1所述的激光诱导强脉冲电流注入装置，其特征在于：改变所述金属片(2)的材料和尺寸，能够调整所述脉冲电流的波形。
5.根据权利要求1所述的激光诱导强脉冲电流注入装置，其特征在于：调整所述脉冲激光器(3)发射激光的波长和波形参数，能够改变产生的脉冲电流的波形。
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