[发明专利]用于产生长距离可控高压放电激光诱导放电方法及系统

权利要求书

1.用于产生长距离可控高压放电激光诱导放电系统，其特征在于，包括激光系统、引导光路、放电模块和控制系统；所述激光系统的激光光源为高功率超短脉冲激光光源；

所述控制系统接受激光系统的激光信号，根据激光信号启动放电模块；所述控制系统还设置触发时延，

所述引导光路包括多个反射镜和一个凸透镜；激光经多个反射镜后到达凸透镜，经过凸透镜到达放电模块；所述凸透镜与放电模块的棒电极端部的距离通过以下公式计算：

k指波数，a₀指光斑半径，P指激光峰值功率，P_c指激光产生电离成丝的临界功率，f为凸透镜的焦距，z_f为激光入射空隙自聚焦效应；

所述时延δt＝1ms-t_d-t_f，t_d指所述放电模块中冲击电压发生器一级球隙触发到操作冲击电压波形加载至棒电极的时间，t_f指冲击电压波形的上升沿时间。

2.根据权利要求1所述的用于产生长距离可控高压放电激光诱导放电系统，其特征在于，所述激光光源为基于掺钛蓝宝石增益介质与啁啾脉冲放大技术产生重复频率10Hz、波长800nm、mJ级能量、fs或ps级脉宽超短脉冲激光。

3.根据权利要求1或2所述的用于产生长距离可控高压放电激光诱导放电系统，其特征在于，所述凸透镜的几何焦距为10m。

4.根据权利要求1或2所述的用于产生长距离可控高压放电激光诱导放电系统，其特征在于，所述放电模块包括冲击电压发生器、棒电极，所述冲击电压发生器能够产生峰值1.6MV以上的负极性操作冲击电压，棒电极的棒-板间隙距离大于等于2m，棒电极端部曲率半径10mm，棒电极接高压，板电极接地。

5.根据权利要求1或2所述的用于产生长距离可控高压放电激光诱导放电系统，其特征在于，所述控制系统包括光电探测器、示波器、时延控制器、电光-光电转换模块，所述光电探测器与示波器连接，所述示波器与时延控制器连接，所述时延控制器与电光-光电转换模块连接，所述电光-光电转换模块与放电模块连接。

6.用于产生长距离可控高压放电激光诱导放电方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、搭建放电系统，放电系统包括激光光源、引导光路、放电模块和控制系统；激光系统的激光光源为高功率超短脉冲激光光源；所述控制系统接受激光系统的激光信号，根据激光信号启动放电模块；所述控制系统还设置触发时延；

所述引导光路包括多个反射镜和一个凸透镜；激光经多个反射镜后到达凸透镜，经过凸透镜到达放电模块；所述凸透镜与放电模块的棒电极端部的距离通过以下公式计算：

k指波数，a₀指光斑半径，P指激光峰值功率，P_c指激光产生电离成丝的临界功率，f为凸透镜的焦距，z_f为激光入射空隙自聚焦效应；

所述时延δt＝1ms-t_d-t_f，t_d指所述放电模块中冲击电压发生器一级球隙触发到操作冲击电压波形加载至棒电极的时间，t_f指冲击电压波形的上升沿时间；

步骤2、启动激光光源，控制系统探测激光光源的第一束激光输出信号，形成触发信号，将触发信号传输给冲击电压发生器；

步骤3、冲击电压发生器收到电信号后触发放电，控制系统的时延设置使得激光系统的第二束信号能够与冲击电压发生器加载在棒电极的电压脉冲时间重合，使放电沿激光路径发展。

7.根据权利要求6所述的用于产生长距离可控高压放电激光诱导放电方法，其特征在于，所述激光光源为基于掺钛蓝宝石增益介质与啁啾脉冲放大技术产生重复频率10Hz、波长800nm、mJ级能量、fs或ps级脉宽超短脉冲激光。

8.根据权利要求6或7所述的用于产生长距离可控高压放电激光诱导放电方法，其特征在于，所述凸透镜的几何焦距为10m。