Enregistrez des niveaux de puissance de crête élevés avec des générateurs picoseconde


Enregistrez des niveaux de puissance de crête élevés avec des générateurs picoseconde

Compression de l’impulsion dans le temps (1 à 4) avec une augmentation de la puissance de crête lorsque l’impulsion se déplace le long des lignes de compression magnétique. Crédit photo: Sergei Rukin

De puissants générateurs de picoseconde sont demandés dans divers domaines de l’électrophysique expérimentale afin de générer des faisceaux d’électrons ultracourts et des impulsions de rayons X dans des diodes à vide et pour former des flux d’électrons incontrôlés dans les gaz.

Ils ont également des applications dans l’électronique hyperfréquence haute puissance, mais les chercheurs essaient constamment d’obtenir des impulsions plus courtes et plus fortes.

dans le Revue des instruments scientifiques, Les scientifiques d’AIP Publishing ont montré que les générateurs d’impulsions compacts à semi-conducteurs peuvent générer des impulsions électriques d’une inférieure à un milliardième de seconde et d’une puissance pouvant atteindre 50 milliards de watts.

« A titre de comparaison: la centrale hydroélectrique la plus puissante de Chine a une puissance de sortie de 22,5 milliards de watts », a déclaré Sergei Rukin, l’un des auteurs.

L’amélioration des générateurs picoseconde et le contrôle de niveaux de puissance de crête plus dans la plage picoseconde constituent la base de nouvelles applications dans les années à venir.

«Cela s’est également produit avec le développement de puissants dispositifs nanosecondes pulsés au cours des 60 dernières années», a déclaré Rukin.

Tout d’abord, des générateurs avec des paramètres uniques ont été développés, puis des applications telles que l’électronique micro-ondes haute puissance et l’équipement d’imagerie à rayons X pour les applications médicales et d’ingénierie sont apparues.

Une impulsion d’entrée d’une durée de l’ordre de la nanoseconde provenant d’un générateur d’interrupteur d’ouverture semi-conducteur à semi-conducteur a été amplifiée dans sa puissance et réduite dans sa durée par un compresseur magnétique à trois étages sur des lignes de ferrite gyromagnétiques.

Le conduit de chaque fonctionne en mode de conduction par compression magnétique, qui se produit à des valeurs étroites de la durée d’impulsion d’entrée et de la durée d’oscillation générées dans le conduit.

Dans la plage picoseconde de la durée d’impulsion, des valeurs élevées pour la puissance de crête et le taux d’augmentation de la tension et de la puissance de sortie ont été obtenues.

Une caractéristique surprenante était que ni les interrupteurs de fermeture ni d’ouverture n’étaient nécessaires dans le système de compression d’impulsions. L’amplification d’impulsion de la puissance et sa compression temporelle se sont produites automatiquement lors du passage de l’impulsion entre les lignes de compression magnétique.

Les chercheurs travaillent sur un niveau supplémentaire de compression d’énergie, avec lequel de fortes oscillations micro-ondes peuvent être générées et le développement de décharges électriques dans divers milieux diélectriques à des champs électriques extrêmement élevés peut être examiné.


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Plus d’information:
EA Alichkin et al., Générateur à semi-conducteurs picoseconde avec une puissance de crête de 50 GW, Examen des instruments scientifiques (2020). DOI: 10.1063 / 5.0017980

Fourni par l’American Institute of Physics

Citation: Capturez les lectures de puissance de crête élevée avec des générateurs de picoseconde (2020, 13 octobre), récupéré sur https://phys.org/news/2020-10-high-values-peak-power-picosecond.html le 13 octobre 2020

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