强激光与粒子束

作者：屈光辉, 汪雅馨, 赵岚, 徐鸣, 贾婉丽, 马丽, 纪卫莉,

关键词：SI-GaAs, 脉冲压缩二极管, 重复频率, 脉冲功率源,

针对快前沿高重频脉冲的应用需求，设计并研制了一种基于半绝缘砷化镓（SI-GaAs）材料的新型脉冲压缩二极管，通过实验对其压缩性能和重频运行能力进行了测试。实验结果表明，利用此开关能够将前级脉冲的上升沿压缩约270倍和脉宽压缩14倍；并在50 Ω负载上，获得脉冲幅度1.3 kV、上升沿约1.6 ns、脉宽40.59 ns的电脉冲，重复频率达1 kHz，总计运行47 min，触发约两百万次。为研究脉冲压缩二极管的工作原理，对其静态伏安特性进行测试。分析认为，在电压初步加载阶段，SI-GaAs材料内的电场增强型的俘获与离化机制导致耐压增强，二极管在实验过程中出现延迟击穿现象；逆向偶极畴效应产生牵引机制，引发快速上升的位移电流，进而导致反偏结雪崩击穿，二极管表现出瞬间负阻特性，在负载上输出高压纳秒电脉冲。新型脉冲压缩二极管无外加触发快脉冲的前级器件，自身可以维持一定时间的强烈雪崩击穿状态，因此具有体积小、生产成本低的优点，可用于制作小型化高重频的纳秒脉冲功率源。

来源：2021年第10期

《强激光与粒子束》期刊编辑部

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