[发明专利]一种高压四断口激光触发真空开关

权利要求书

1.一种高压四断口激光触发真空开关，其特征在于，包括同步触发系统、四个串联的平板电极结构的激光触发真空间隙、高压接线端子(5)、接线端子(7)、低压接线端子(6)、支撑绝缘子(8)、空心绝缘支柱(9)、双层架台(14)和底座(13)；

所述的四个激光触发真空间隙首尾相连，形成一个等腰梯形，各激光触发真空间隙分别位于等腰梯形的顶点处，同一侧两个激光触发真空间隙的连线与地面的夹角为45°；高压四断口激光触发真空开关经高压接线端子(5)、低压接线端子(6)与外部系统连接；各激光触发真空间隙通过支撑绝缘子(8)和/或绝缘支柱(9)被分别竖直固定在双层架台(14)上，保证开关的机械稳定性及外绝缘需求，底座(13)设置于双层架台(14)下方，用于支撑整个高压四断口激光触发真空开关；

所述的平板型激光触发真空间隙包括绝缘外壳(15)、上端盖法兰(16)、下端盖法兰(17)、阳极导电杆(11)、阴极导电杆(10)、隔挡盖(18)、高透光学玻璃(19)、密封可阀(20)、屏蔽罩(21)、阳极触头(22)、阴极触头(23)、通光孔(24)、触发靶材(25)和靶电极(26)；

所述的绝缘外壳(15)为带伞群的圆柱状腔体，其上下两端分别由上端盖法兰(16)、下端盖法兰(17)密封；阳极导电杆(11)为空心圆柱，通过上端盖法兰(16)实现密封；阴极导电杆(10)与下端盖法兰(17)密封连接；阳极导电杆(11)顶部接有隔档盖(18)，隔档盖(18)内嵌有高透光学玻璃(19)和密封可阀(20)，高透光学玻璃(19)经密封可阀(20)密封连接在阳极导电杆(11)的顶部，保证触发间隙内真空度的同时提供激光通道；

阳极触头(22)与阴极触头(23)相对布置，均位于屏蔽罩(21)内，阳极触头(22)中心设有多个通光孔(24)，各通光孔(24)位于一个与阳极触头同心的正多边形顶点，各通光孔(24)与阴极触头(23)表面多个靶电极(26)的位置一一对应；触发靶材(25)经压制后填充于靶电极(26)内，触发靶材(25)的位置略低于阴极触头(23)表面；入射激光(12)经高透光学玻璃(19)及阳极导电杆(11)下的通光孔(24)作用于靶电极(26)内触发靶材(25)；

所述的同步触发系统，包括触发控制器(27)、通信光纤(28)、两台激光器(29)、两组第一分光镜片A(30)、两组全反镜片A(31)和四条结构相同的分光光路；所述的第一分光镜片A(30)为透过率50％的1:1分光镜片；

所述的触发控制器(27)通过通信光纤(28)分别控制两台激光器(29)，每台激光器(29)对应一组第一分光镜片A(30)、一组全反镜片A(31)和两条分光光路，激光器(29)发出的激光首先经第一分光镜片A(30)分光成为两路能量相等的激光，经第一分光镜片A(30)反射的激光进入第一条分光光路，透过第一分光镜片A(30)的另一路激光经全反镜片A(31)反射进入第二条分光光路；

每条分光光路包括多个分光镜片、多个全反镜片和多个聚焦镜片，分光光路将入射激光分光成多束能量相等的平行激光；分光镜片的分光比例、位置与数量与全反镜片的位置、数量以及聚焦镜片的位置和数量相配合，使最终射入激光触发真空间隙内的激光束的数目与通光孔(24)数目相同；

触发控制器(27)经远程光纤接收外部系统的动作指令后，经通信光纤(28)分别向两台激光器(29)发送触发信号，激光器(29)发出的激光分别进入四条分光光路进行分光，分光后的激光经过各聚焦镜片(36)聚焦后，穿过高透光学玻璃(19)、通光孔(24)后聚焦于触发靶材(25)表面，实现四个激光触发真空间隙同步导通。

2.根据权利要求1所述的一种高压四断口激光触发真空开关，其特征在于，所述的分光光路包括第二分光镜片(32)、全反镜片B(33)、第一分光镜片B(34)、全反镜片C(35)和三个聚焦镜片(36)；所述的第二分光镜片(32)为透过率66％的2:1分光镜片，所述的第一分光镜片B(34)为透过率50％的1:1分光镜片；

当触发控制器(27)向两台激光器(29)发送动作指令，激光器(29)发出的激光脉冲先经第一分光镜片A(30)进行一次分光，经第一分光镜片A(30)反射的激光经第二分光镜片(32)进行二次分光；经第二分光镜片(32)反射的激光又经全反镜片B(33)反射后射向一个聚焦镜片(36)，透过第二分光镜片(32)的激光又被第一分光镜片B(34)进行三次分光，透过第一分光镜片B(34)的激光射向另一聚焦镜片(36)，被第一分光镜片B(34)反射的激光经全反镜片C(35)反射后射向第三个聚集镜片(36)；最终，分光后能量相等的平行激光经各自聚焦镜片(36)分别聚焦后，穿过高透光学玻璃(19)、通光孔(24)后聚焦于触发靶材(25)表面；透过第一分光镜片A(30)的激光经全反镜片A(31)反射，射入另一相同的分光光路；

四条分光光路共产生十二路能量相等的平行激光，每条分光光路产生的三路平行激光射入同一激光触发真空间隙内，作用于阴极表面的三个触发靶材。