CN204154864U - 一种非线性光导开关测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及非线性光导开关测试领域，尤其是涉及一种非线性光导开关测试装置。本装置、针对现有技术存在的问题，提供一种非线性光导开关测试装置。通过延时同步机、激光器、光纤等配合，实现非线性光导开关导通延迟时间、抖动、导通电阻、耐压和寿命等参数测试的准确、方便、可靠，保证非线性光导开关的性能和质量。本装置有机玻璃盒中充满变压器绝缘油；所述待测非线性光导开关、Blumlein传输线、匹配负载置于有机玻璃盒内，并且浸没于变压器绝缘油中，其中所述Blumlein传输线通过限位夹具固定于有机玻璃底座上，所述有机玻璃盒是上端开口的有机玻璃容器，有机玻璃底座底端与有有机玻璃盒粘接。
Description
技术领域
本实用新型涉及非线性光导开关测试领域，尤其是涉及一种一种非线性光导开关测试装置。
背景技术
光导开关（Photoconductive Semiconductor Switches-PCSS）是利用脉冲激光激励光导半导体实现阻抗状态转换的一种新型固体开关。自从1972年，Maryland大学的Jayaraman和Lee首次发现半导体材料对皮秒光脉冲作用的响应时间可在皮秒的范围内以来，光导开关的特性研究就引起了各国科学家的高度重视。由于光导开关具有导通速度快、同步精度高、触发抖动小等优点，它在医用介质壁加速器、高功率微波、超短超快电脉冲、闪光照相等众多领域有着良好的应用前景。
光导开关的工作模式分为线性模式和非线性模式两种，其中，光导开关的偏置电场强度和触发光能都达到一定阈值后，光导开关才会工作在非线性模式，该工作模式也是目前本领域研究的热点。由于在非线性模式下，光导开关两极间偏置电压达数十千伏、开关导通电流达数百安培、功率达数十兆瓦，因此若要对非线性光导开关的性能进行测试，则对测试装置有着较高的要求。
目前，国内非线性光导开关生产工艺还不成熟，一方面造成开关价格昂贵，另一方面也使得开关质量参差不齐，而且缺乏统一的检测装置，迫切需要一套准确、方便、可靠的检测装置，来对非线性光导开关的质量进行控制。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种非线性光导开关测试装置。通过延时同步机、激光器、光纤、光电探头、高压探头、示波器、高压脉冲电源、Blumlein传输线、匹配负载等配合，克服在高压、大电流、超快脉冲的条件下对非线性光导开关进行准确测试的困难，实现非线性光导开关导通延迟时间、抖动、导通电阻、耐压和寿命等参数测试的准确、方便、可靠，保证非线性光导开关的性能和质量。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种非线性光导开关测试装置，包括延时同步机、激光器、光电探头、高压探头、示波器、高压脉冲电源、Blumlein传输线、匹配负载、第一高压探头、第二高压探头、有机玻璃盒、有机玻璃底座、变压器绝缘油、限位夹具；
Blumlein传输线，包括第一玻璃陶瓷平板传输线及第二玻璃陶瓷平板传输线，所述第一玻璃陶瓷平板传输线及第二玻璃陶瓷平板传输线上下重叠置于有机玻璃底座上表面，Blumlein传输线通过限位夹具固定于有机玻璃底座上；所述第一玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极与第二玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极邻接并导通；第二玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极与有机玻璃底座邻接；
延时同步机两个输出端分别与高压脉冲电源、激光器连接；高压脉冲电源正极与第一玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极连接，高压脉冲电源接地端与第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极连接；激光器产生的激光信号通过光纤照射到待测非线性光导开关表面；
待测非线性光导开关阳极与第一玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极连接，待测非线性光导开关阴极与第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极连接；其中所述第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极与高压脉冲电源接地端连接；第一玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极与高压脉冲电源正极连接；待测非线性光导开关阴极通过第一固定螺钉固定在第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极上；匹配负载设置在第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极和第二玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极之间；
示波器第一端口通过光电探头探测激光器产生的激光信号照射到待测非线性光导开关表面时产生的反射光；示波器第二端口通过第一高压探头分别与第一玻璃陶瓷平板传输线两端面金属银电极连接，示波器第三端口通过第二高压探头与匹配负载两端连接。
有机玻璃盒中充满变压器绝缘油；所述待测非线性光导开关、Blumlein传输线、匹配负载置于有机玻璃盒内，并且浸没于变压器绝缘油中，其中所述Blumlein传输线通过限位夹具固定于有机玻璃底座上，所述有机玻璃盒是上端开口的有机玻璃容器，有机玻璃底座底端放置于有机玻璃盒底部。
一种非线性光导开关测试装置，包括高压脉冲电源、示波器、Blumlein传输线、第一高压探头、匹配负载、有机玻璃盒、变压器绝缘油，限位夹具；
Blumlein传输线，包括第一玻璃陶瓷平板传输线及第二玻璃陶瓷平板传输线，所述第一玻璃陶瓷平板传输线及第二玻璃陶瓷平板传输线上下重叠置于有机玻璃底座上，Blumlein传输线通过限位夹具固定于有机玻璃底座上；所述第一玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极与第二玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极邻接并导通；第二玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极与有机玻璃底座邻接；
待测非线性光导开关阳极与第一玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极连接，待测非线性光导开关阴极与第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极连接；其中所述第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极与高压脉冲电源接地端连接；第一玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极与高压脉冲电源正极连接；待测非线性光导开关阴极通过第一固定螺钉固定在第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极上；匹配负载设置在第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极和第二玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极之间；示波器第二端口通过第一高压探头分别与第一玻璃陶瓷平板传输线两端面金属银电极连接；
有机玻璃盒中充满变压器绝缘油；所述待测非线性光导开关、Blumlein传输线、匹配负载置于有机玻璃盒内，并且浸没于变压器绝缘油中，其中所述Blumlein传输线通过限位夹具固定于有机玻璃底座上，所述有机玻璃盒是上端开口的有机玻璃容器。
进一步的，所述Blumlein传输线包括第一玻璃陶瓷平板传输线及第二玻璃陶瓷平板传输线，所述第一玻璃陶瓷平板传输线及第二玻璃陶瓷平板传输线上下重叠置于有机玻璃底座上，Blumlein传输线通过限位夹具固定于有机玻璃底座上，所述第一玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极与第二玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极邻接，所述待测非线性光导开关阴极卡接在第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极一侧，第二玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极与有机玻璃底座邻接，所述匹配负载卡接在第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极、第二玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极之间。
进一步的，所述有机玻璃底座和限位夹具的制作材料均为有机玻璃，所述限位夹具设置在Blumlein传输线两侧，限位夹具两侧通过第二螺钉、第三螺钉将Blumlein传输线固定于有机玻璃底座上，其中限位夹具使得第一玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极与第二玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极无缝隙邻接；所述待测非线性光导开关设置在第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极一侧，所述待测非线性光导开关通过第一螺钉固定于限位夹具；与第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极连接的匹配负载一端通过第四螺钉固定于限位夹具上。
进一步的，所述待测非线性光导开关分别通过银箔与第一玻璃陶瓷平板传输线、第二玻璃陶瓷平板传输线连接；匹配负载分别通过银箔与第一玻璃陶瓷平板传输线、第二玻璃陶瓷平板传输线连接；所述银箔的宽度与金属银电极宽度相同。
进一步的，所述第一螺钉、第二螺钉、第三螺钉、第四螺钉末端粗糙度 的最大值为3.2μm，最大值为12.5μm；
进一步的，所述高压脉冲电源与待测非线性光导开关的连接线，所述在近待测非线性光导开关一端的连接线采用锯齿状结构；
进一步的，所述匹配负载的阻抗与Blumlein传输线的阻抗匹配，即为第一玻璃陶瓷平板传输线或第二玻璃陶瓷平板传输线特征阻抗的2倍。
从上述本实用新型的结构特征可以看出，其优点是
1、利用两条特征阻抗相等的玻璃陶瓷平板传输线形成了Blumlein传输线，根据待测非线性光导开关所需满足的技术指标为Blumlein传输线充电，待充电完成后，激光器产生的脉冲激光经过光纤传输后照射到待测非线性光导开关表面，使待测非线性光导开关导通，在第一平板陶瓷传输线两个金属银电极之间产生一个电压脉冲，该电压脉冲沿着第一玻璃陶瓷平板传输线传播到匹配负载，匹配负载的阻抗与Blumlein传输线的阻抗匹配，防止了脉冲的反射，在匹配负载上获得输出波形。
2、利用两条特征阻抗相等的第一玻璃陶瓷平板传输线和第二玻璃陶瓷平板传输线组成了Blumlein传输线，匹配负载的阻抗与Blumlein传输线的阻抗匹配，即为第一玻璃陶瓷板传输线或者第二玻璃陶瓷平板传输线特征阻抗的2倍，防止了脉冲的反射。
3、分别利用待测非线性光导开关固定螺钉18和匹配负载固定螺钉21将待测非线性光导开关和匹配负载固定在玻璃陶瓷平板传输线8上，两个固定螺钉的末端都要用细砂纸打磨光滑（螺钉末端粗糙度的最大值为3.2μm， 最大值为12.5μm），防止在高压环境中引起尖端放电。
4、待测非线性光导开关和匹配负载与金属银电极连接时连接引线全部采用银箔，银箔的宽度与金属银电极9的宽度相同，其目的是减小连接引线与金属银电极9连接时的接触电阻。
5、所述在近待测非线性光导开关一端的连接线采用锯齿状结构，其原因是由于待测非线性光导开关电极厚度通常仅为百纳米量级，锯齿状结构可以在保证连接引线与待测非线性光导开关电极连接良好的同时，避免连接引线在焊接时产生的应力使待测非线性光导开关的电极脱落。
6、有机玻璃底座11和限位夹具17的制作材料均为有机玻璃，其目的是在高压下绝缘，同时，透明的有机玻璃方便在测试过程中观察待测非线性光导开关的状态。
7、限位夹具17的作用在于将由两条玻璃陶瓷平板传输线8组成的Blumlein传输线固定在有机玻璃底座11上。
8、整个测试装置全部浸没于变压器绝缘油中，提高了待测非线性光导开关和其他器件的绝缘能力，避免了因为表面闪络等现象对开关性能测试结果产生不利影响。
9、整套装置结构简单，操作方便，稳定可靠，易于维护；
10、根据待测非线性光导开关所需满足的技术指标选择充电电压的幅度和波形，提高了测试装置的适用性；
11、通过装置进行测试过程中，待测非线性光导开关始终处于变压器绝缘油密封状态，提高了待测非线性光导开关的耐压能力，避免了因为表面闪络等现象对开关性能测试结果产生不利影响；
12、整个测试装置体积小，重量轻，移动性和便携性强。
13、待测非线性光导开关的常见结构包括同面结构、异面结构和体结构三种，均可利用本装置进行测试。
附图说明
本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明测试原理图。
图2是本发明测试装置结构示意图。
图3a是光导开关的三种常见结构之一（异面结构）。
图3b是光导开关的三种常见结构之一（同面结构）。
图3c是光导开关的三种常见结构之一（体结构）。
图4是限位夹具截面图。
图中，1、延时同步机，2、高压脉冲电源，3、激光器，4、光纤，5、光电探头，6、脉冲激光，7、待测非线性光导开关，8、玻璃陶瓷平板传输线，9、平板陶瓷传输线两面分布的金属银电极，10、匹配负载，11、有机玻璃底座，12、第一高压探头,13、第二高压探头,14、示波器，15、有机玻璃盒，16、变压器绝缘油，17、限位夹具，18、第一螺钉，19、第二螺钉，20、第三螺钉，21、第四螺钉，22、光导半导体，23、待测非线性光导开关电极。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
1、金属银电极指的是第一玻璃陶瓷平板传输线、第二玻璃陶瓷平板传输线两个端面的金属银电极。一端面金属银电极指的是第一玻璃陶瓷平板传输线与第二玻璃陶瓷平板传输线相邻接的那个端面上的金属银电极。另一端面银电极指的是第一玻璃陶瓷平板传输线及第二玻璃陶瓷平板传输线不相邻的那个端面上的银电极。玻璃陶瓷平板传输线指的是第一玻璃陶瓷平板传输线、第二玻璃陶瓷平板传输线。第一玻璃陶瓷平板传输线与第二玻璃陶瓷平板传输线是规格相同的玻璃陶瓷平板传输线。所述玻璃陶瓷平板传输线两个端面都是金属银电极、玻璃陶瓷平板传输线中间层是玻璃陶瓷，其中金属银电极通过丝网印刷工艺制作到中间层的玻璃陶瓷两端面上，形成一端面金属银电极和另一端面金属银电极。
2、匹配负载是电阻。整体为一个含义。
3、待测非线性光导开关的各项关键技术指标，包括：导通延迟时间、抖动、导通电阻、耐压和寿命。待测非线性光导开关的导通延迟时间为，其中，为第一玻璃陶瓷平板传输线或第二玻璃陶瓷平板传输线的电学时间长度，为已知量；待测非线性光导开关的抖动，其中，为第次测量得到的待测非线性光导开关导通延迟时间，为正整数， 为多次测量导通延迟时间得到的平均值；待测非线性光导开关的导通电阻为，其中，为第一玻璃陶瓷平板传输线或第二玻璃陶瓷平板传输线的特征阻抗，为已知量；在不输入脉冲激光6的条件下，逐渐提高高压脉冲电源的输出电压，即逐渐提高Blumlein传输线的充电电压，直到待测非线性光导开关发生自击穿，在待测非线性光导开关发生自击穿前一时刻，示波器通过第一高压探头测量到的Blumlein传输线上高压信号的幅值即为待测非线性光导开关的耐压；在待测非线性光导开关工作在所需满足的技术指标条件下，让待测非线性光导开关持续工作，直至待测非线性光导开关无法正常工作为止，记录下待测非线性光导开关的工作次数，即为待测非线性光导开关的寿命。
4、第一玻璃陶瓷平板传输线两个金属银电极之间指的是第一玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极与第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面银电极之间。
5、在第一玻璃陶瓷平板传输线两个金属银电极之间产生一个电压脉冲，该电压脉冲沿着第一玻璃陶瓷平板传输线传播到匹配负载，即Blumlein传输线产生的电压脉冲。具体产生过程：请参考《脉冲功率基础》，作者：韩旻，清华大学出版社，第三章第五节3.5 Blumlein传输线的相关内容。
6、Blumlein传输线上高压信号指的是不是高压脉冲电压输出的高压信号。
7、第一高压探头输出端与示波器第二端口连接，第一高压探头两个输入端分别与第一玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极（与高压脉冲电源正极连接）、另一端面金属银电极连接（这个金属银电极接地，同时与高压脉冲电源接地端连接）。第二高压探头输出端与示波器第三端口连接，第二高压探头两个输入端分别于匹配负载两端连接。示波器是至少有三路输入端口的示波器其中示波器第一路输入测试端口为示波器第一端口；示波器第二路输入测试端口为示波器第二端口；示波器第三路输入测试端口为示波器第三端口。
实施例一：测试待测非线性光导开关的导通延迟时间、待测非线性光导开关的抖动以及待测非线性光导开关的导通电阻等参数是通过待测非线性光导开关测试装置进行。
测试装置包括延时同步机、激光器、光电探头、高压探头、示波器、高压脉冲电源、Blumlein传输线、匹配负载、第一高压探头、第二高压探头、有机玻璃盒、有机玻璃底座、变压器绝缘油、限位夹具。
其中Blumlein传输线，包括第一玻璃陶瓷平板传输线及第二玻璃陶瓷平板传输线，所述第一玻璃陶瓷平板传输线及第二玻璃陶瓷平板传输线上下重叠置于有机玻璃底座上表面，Blumlein传输线通过限位夹具固定于有机玻璃底座上；所述第一玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极与第二玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极邻接并导通；第二玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极与有机玻璃底座邻接；
延时同步机两个输出端分别与高压脉冲电源、激光器连接；高压脉冲电源正极与第一玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极连接，高压脉冲电源接地端与第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极连接；激光器产生的激光信号通过光纤照射到待测非线性光导开关表面；
待测非线性光导开关阳极与第一玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极连接，待测非线性光导开关阴极与第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极连接；其中所述第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极与高压脉冲电源接地端连接；第一玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极与高压脉冲电源正极连接；待测非线性光导开关阴极通过第一固定螺钉固定在第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极上；匹配负载设置在第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极和第二玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极之间；
示波器第一端口通过光电探头探测激光器产生的激光信号照射到待测非线性光导开关表面时产生的反射光信号，示波器第二端口通过第一高压探头分别与第一玻璃陶瓷平板传输线两端面金属银电极连接，示波器第三端口通过第二高压探头与匹配负载两端连接。
有机玻璃盒中充满变压器绝缘油；所述待测非线性光导开关、Blumlein传输线、匹配负载置于有机玻璃盒内，并且浸没于变压器绝缘油中，其中所述Blumlein传输线通过限位夹具固定于有机玻璃底座上，所述有机玻璃盒是上端开口的有机玻璃容器，有机玻璃底座底端放置于有机玻璃盒底部。
测试过程包括：
步骤1：通过延时同步机分别先后给高压脉冲电源、激光器触发信号；并触发高压脉冲电源输出高压信号，触发激光器产生激光信号；
步骤:2：当高压脉冲电源输出高压信号，对Blumlein传输线进行充电，示波器通过第一高压探头探测Blumlein传输线充电电压，在示波器上获得Blumlein传输线充电电压值；Blumlein传输线充电电压即为高压脉冲电源输出的高压信号；
步骤3：待高压脉冲电压输出的高压信号给待测非线性光导开关充电完成后，激光器产生激光信号经光纤传输后照射到待测非线性光导开关表面，用光电探头探测激光信号照射到待测非线性光导开关表面时产生的反射光，并将该反射光信号转换为电信号传输至示波器，通过示波器获得激光信号照射到待测非线性光导开关表面的时刻，其中， 为光电探头测得的激光信号到达示波器的时刻，为光电探头到示波器连接线长度，为电磁波在导线中传播速度，为已知量。
步骤4：激光信号使得待测非线性光导开关导通时，在第一玻璃陶瓷平板传输线两个金属银电极之间产生一个电压脉冲，该电压脉冲沿着第一玻璃陶瓷平板传输线传播到匹配负载，然后示波器通过第二高压探头探测到匹配负载上获得的电压脉冲，示波器通过获得电压脉冲信号传输到匹配负载的时刻，其中， 为该电压脉冲信号到达示波器的时刻，为第二高压探头到示波器连接线长度；同时在示波器上获得匹配负载上输出电压值uo；则待测非线性光导开关的导通延迟时间为，其中，为第一玻璃陶瓷平板传输线或第二玻璃陶瓷平板传输线的电学时间长度，为已知量；待测非线性光导开关的抖动，其中，为第次测量得到的待测非线性光导开关导通延迟时间，为正整数，为多次测量导通延迟时间得到的平均值；待测非线性光导开关的导通电阻为，其中，为第一玻璃陶瓷平板传输线或第二玻璃陶瓷平板传输线的特征阻抗，为已知量。
本实施例工作原理是：安装好待测非线性光导开关后，利用高压脉冲电源对由两条玻璃陶瓷平板传输线组成的Blumlein传输线充电，该电压的特性由待测非线性光导开关所需满足的技术指标决定；待充电完成后，激光器产生激光信号经过光纤传输至待测非线性光导开关7表面，使待测非线性光导开关7导通；待测非线性光导开关7导通后，将会在第一平板陶瓷传输线两个金属银电极之间产生一个电压脉冲，该电压脉冲传播到第一玻璃陶瓷平板传输线及第二平板陶瓷传输线之间的匹配负载10；最后通过第二高压探头探测到匹配负载上的电压脉冲，结合上述测试步骤得到待测非线性光导开关的：导通延迟时间、抖动、导通电阻参数。
实施例二待测非线性光导开关的耐压和寿命的测试是通过待测非线性光导开关测试装置测试的。
测试装置包括高压脉冲电源、示波器、Blumlein传输线、第一高压探头、匹配负载、有机玻璃盒、变压器绝缘油，限位夹具。
其中Blumlein传输线包括第一玻璃陶瓷平板传输线及第二玻璃陶瓷平板传输线，所述第一玻璃陶瓷平板传输线及第二玻璃陶瓷平板传输线上下重叠置于有机玻璃底座上，Blumlein传输线通过限位夹具固定于有机玻璃底座上，所述第一玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极与第二玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极邻接并导通；第二玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极与有机玻璃底座邻接；
待测非线性光导开关阳极与第一玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极连接，待测非线性光导开关阴极与第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极连接；其中所述第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极与高压脉冲电源接地端连接；第一玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极与高压脉冲电源正极连接；待测非线性光导开关阴极通过第一固定螺钉固定在第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极上表面；匹配负载设置在第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极和第二玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极之间；示波器第二端口通过第一高压探头分别与第一玻璃陶瓷平板传输线两端面金属银电极连接；
有机玻璃盒中充满变压器绝缘油；所述待测非线性光导开关、Blumlein传输线、匹配负载置于有机玻璃盒内，并且浸没于变压器绝缘油中，其中所述Blumlein传输线通过限位夹具固定于有机玻璃底座上，所述有机玻璃盒是上端开口的有机玻璃容器。
测试过程是：高压脉冲电源逐渐提高输出的高压电压，直到待测非线性光导开关发生自击穿，在待测非线性光导开关发生自击穿前一时刻，示波器通过第一高压探头测量到的Blumlein传输线上高压信号的幅值即为待测非线性光导开关的耐压；在待测非线性光导开关工作在所需满足的技术指标条件下，让待测非线性光导开关持续工作，直至待测非线性光导开关无法正常工作为止，记录下待测非线性光导开关的工作次数，即为待测非线性光导开关的寿命；其中Blumlein传输线充电电压即为高压脉冲电源输出的高压信号。
本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
Claims (8)
1.一种非线性光导开关测试装置，包括延时同步机、激光器、光电探头、高压探头、示波器、高压脉冲电源，其特征在于还包括Blumlein传输线、匹配负载、第一高压探头、第二高压探头、有机玻璃盒、有机玻璃底座、变压器绝缘油、限位夹具；
Blumlein传输线，包括第一玻璃陶瓷平板传输线及第二玻璃陶瓷平板传输线，所述第一玻璃陶瓷平板传输线及第二玻璃陶瓷平板传输线上下重叠置于有机玻璃底座上表面，Blumlein传输线通过限位夹具固定于有机玻璃底座上；所述第一玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极与第二玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极邻接并导通；第二玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极与有机玻璃底座邻接；
延时同步机两个输出端分别与高压脉冲电源、激光器连接；高压脉冲电源正极与第一玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极连接，高压脉冲电源接地端与第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极连接；激光器产生的激光信号通过光纤照射到待测非线性光导开关表面；
待测非线性光导开关阳极与第一玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极连接，待测非线性光导开关阴极与第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极连接；其中所述第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极与高压脉冲电源接地端连接；第一玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极与高压脉冲电源正极连接；待测非线性光导开关阴极通过第一固定螺钉固定在第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极上；匹配负载设置在第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极和第二玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极之间；
示波器第一端口通过光电探头探测激光器产生的激光信号照射到待测非线性光导开关表面时产生的反射光；示波器第二端口通过第一高压探头分别与第一玻璃陶瓷平板传输线两端面金属银电极连接，示波器第三端口通过第二高压探头与匹配负载两端连接；
有机玻璃盒中充满变压器绝缘油；所述待测非线性光导开关、Blumlein传输线、匹配负载置于有机玻璃盒内，并且浸没于变压器绝缘油中，其中所述Blumlein传输线通过限位夹具固定于有机玻璃底座上，所述有机玻璃盒是上端开口的有机玻璃容器，有机玻璃底座底端放置于有机玻璃盒底部。
2.一种非线性光导开关测试装置，包括高压脉冲电源、示波器、其特征在于还包括Blumlein传输线、第一高压探头、匹配负载、有机玻璃盒、变压器绝缘油，限位夹具；
Blumlein传输线，包括第一玻璃陶瓷平板传输线及第二玻璃陶瓷平板传输线，所述第一玻璃陶瓷平板传输线及第二玻璃陶瓷平板传输线上下重叠置于有机玻璃底座上，Blumlein传输线通过限位夹具固定于有机玻璃底座上；所述第一玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极与第二玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极邻接并导通；第二玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极与有机玻璃底座邻接；
待测非线性光导开关阳极与第一玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极连接，待测非线性光导开关阴极与第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极连接；其中所述第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极与高压脉冲电源接地端连接；第一玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极与高压脉冲电源正极连接；待测非线性光导开关阴极通过第一固定螺钉固定在第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极上；匹配负载设置在第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极和第二玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极之间；示波器第二端口通过第一高压探头分别与第一玻璃陶瓷平板传输线两端面金属银电极连接；
有机玻璃盒中充满变压器绝缘油；所述待测非线性光导开关、Blumlein传输线、匹配负载置于有机玻璃盒内，并且浸没于变压器绝缘油中，其中所述Blumlein传输线通过限位夹具固定于有机玻璃底座上，所述有机玻璃盒是上端开口的有机玻璃容器。
3.根据权利要求1或2所述的一种非线性光导开关测试装置，其特征在于所述Blumlein传输线包括第一玻璃陶瓷平板传输线及第二玻璃陶瓷平板传输线，所述第一玻璃陶瓷平板传输线及第二玻璃陶瓷平板传输线上下重叠置于有机玻璃底座上，Blumlein传输线通过限位夹具固定于有机玻璃底座上，所述第一玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极与第二玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极邻接，所述待测非线性光导开关阴极卡接在第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极一侧，第二玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极与有机玻璃底座邻接，所述匹配负载卡接在第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极、第二玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极之间。
4.根据权利要求3所述的一种非线性光导开关测试装置，其特征在于所述有机玻璃底座和限位夹具的制作材料均为有机玻璃，所述限位夹具设置在Blumlein传输线两侧，限位夹具两侧通过第二螺钉、第三螺钉将Blumlein传输线固定于有机玻璃底座上，其中限位夹具使得第一玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极与第二玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极无缝隙邻接；所述待测非线性光导开关设置在第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极一侧，所述待测非线性光导开关通过第一螺钉固定于限位夹具；与第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极连接的匹配负载一端通过第四螺钉固定于限位夹具上。
5.根据权利要求3所述的一种非线性光导开关测试装置，其特征在于所述待测非线性光导开关分别通过银箔与第一玻璃陶瓷平板传输线、第二玻璃陶瓷平板传输线连接；匹配负载分别通过银箔与第一玻璃陶瓷平板传输线、第二玻璃陶瓷平板传输线连接；所述银箔的宽度与金属银电极宽度相同。
6.根据权利要求4所述的一种非线性光导开关测试装置，其特征在于所述第一螺钉、第二螺钉、第三螺钉、第四螺钉末端粗糙度 的最大值为3.2μm，最大值为12.5μm。
7.根据权利要求3所述的一种非线性光导开关测试装置，其特征在于所述高压脉冲电源与待测非线性光导开关的连接线，在近待测非线性光导开关一端的连接线采用锯齿状结构。
8.根据权利要求3所述的一种非线性光导开关测试装置，其特征在于所述匹配负载的阻抗与Blumlein传输线的阻抗匹配，即为第一玻璃陶瓷平板传输线或第二玻璃陶瓷平板传输线特征阻抗的2倍。
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| CN106405359A (zh) * | 2016-11-17 | 2017-02-15 | 西北核技术研究所 | 一种用于百千伏脉冲电压的绝缘油试验油杯 |
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