[实用新型]一种高压光导开关同步触发器

说明书

技术领域

本实用新型涉及脉冲激光控制领域，尤其是涉及实现多个光导开关同步触发的高压光导开关同步触发器。

背景技术

光导开关是利用激光脉冲与光导半导体（如GaAs、SiC等）相结合形成的一种新型固体开关，与传统开关相比具有开关速度快、传输功率大、同步精度高、触发抖动小等优良的特性，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。但诸如医用介质壁加速器、闪光照相等许多精密物理实验是以高同步性的开关系统为前提进行的，因此，光导开关的多路同步触发问题是其能否得到广泛应用的关键因素。

目前，实现光导开关的多路同步触发所普遍采用的方法是，利用高能激光器产生的mJ量级的激光脉冲通过光纤分束后同步触发数十个光导开关。此方法结构复杂，成本高，使得光导开关需要配备昂贵的高能激光器才能使用，且同步触发的光导开关数量非常有限，不符合未来脉冲功率系统的发展趋势。

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，提供一种高压光导开关同步触发器，用于同时触发多路工作于高压非线性模式下的光导开关，实现多个光导开关的高精度同步触发。本专利利用大功率脉冲激光二极管产生的μJ量级的激光脉冲实现多路光导开关的高精度同步触发，系统结构简单，成本相对低廉，这将会使光导开关的应用更加可靠、方便，推动光导开关的发展。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种高压光导开关同步触发器包括至少一路高压光导开关同步触发电路，所述高压光导开关同步触发电路包括脉冲成形电路、MOSFET驱动电路、激光驱动电路，所述触发信号输入至脉冲成形电路输入端，脉冲成形电路输出端、MOSFET驱动电路、激光驱动电路依次连接，激光驱动电路输出端输出脉冲激光信号。

所述脉冲成形电路包括第一开关管K1、储能传输线T1、负载传输线T2、充电电阻R1、电源VCC，所述第一开关管K1源级，第一开关管漏极K1分别对应与储能传输线T1芯线一端、负载传输线T2芯线一端连接，第一开关管K1栅极接触发信号，所述储能传输线T1芯线另一端通过充电电阻R1与电源VCC正极端连接，负载传输线T2芯线另一端与MOSFET驱动电路连接，所述储能传输线T1屏蔽铜网、负载传输线T2屏蔽铜网、电源VCC负极端共点接地，所述负载传输线T2芯线另一端作为脉冲成形电路输出端。

所述MOSFET驱动电路包括驱动芯片U1、储能电路、限流电阻R7，所述驱动芯片U1输入端与脉冲成形电路输出端连接，驱动芯片U1电源端通过分别通过限流电阻R7、储能电路与电源VCC连接，驱动芯片U1接地端接地，驱动芯片U1输出端与激光驱动电路输入端连接，驱动芯片U1输出端作为MOSFET驱动电路输出端。

所述储能电路包括大电容（C1、C3）和小电容（C2、C4），所述大电容容值为微法量级，小电容为纳法量级。

所述激光驱动电路包括第二开关管K2、储能电容C、等效电感L、可调电阻R5、激光二极管LD，滤波电阻R2，保护电阻R4，取样电阻R6，所述MOSFET驱动电路输出端通过滤波电阻R2与第二开关管K2栅极连接，第二开关管K2源级、取样电阻R6一端共点接地，所述第二开关管K2源级通过保护电阻R4与电源V2正极端连接，电源V2负极端接地，第二开关管K2源级通过电容C、电感L、可调电阻R5与激光二极管负极连接，取样电阻R6另一端与激光二极管正极连接。

所述激光驱动电路还包括分压电阻R3，所述分压电阻R3跨接在第二开关管K2栅极与第二开关管K2源极之间。

一种高压光导开关同步触发器还包括二极管D，所述二极管D与激光二极管LD反向并联。

一种高压光导开关同步触发器还包括处理器，所述高压光导开关同步触发电路还包括延时电路，所述延时电路输入端与脉冲成形电路输出端连接，延时电路输出端与MOSFET驱动电路输入端连接，处理器与延时电路控制端连接。  

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是:

1）         采用该专利技术，不但能够使触发光导开关的多路脉冲激光之间的延迟时间差和抖动都达到亚ns量级，实现多路光导开关同步触发的目的，而且由于每一路用于触发的脉冲激光都由一个独立模块产生，各路脉冲激光之间相互独立，触发路数将不会受到限制。

2）         实现利用高功率脉冲激光二极管产生的脉冲激光触发光导开关，体积小，重量轻，成本相对低廉；模块化的设计使能驱动的光导开关的数量不受限制，且便于维护和更换。

附图说明