[发明专利]一种非线性光导开关测试装置及方法

摘要

本发明涉及非线性光导开关参数测试领域，尤其是涉及一种非线性光导开关测试装置及方法。本发明针对现有技术存在的问题，提供一种非线性光导开关测试装置及方法。通过延时同步机、激光器、光纤、光电探头、第一高压探头等配合克服在高压、大电流、超快脉冲的条件下对非线性光导开关进行准确测试的困难，实现非线性光导开关导通延迟时间、抖动、导通电阻、耐压和寿命等参数。本装置包括延时同步机、激光器、光纤、光电探头、高压探头、示波器、高压脉冲电源、Blumlein传输线、匹配负载、有机玻璃盒、变压器绝缘油、限位夹具。待测非线性光导开关、Blumlein传输线、匹配负载置于有机玻璃盒内，并且浸没于变压器绝缘油中。

主权项

一种非线性光导开关测试装置，包括延时同步机、激光器、光电探头、高压探头、示波器、高压脉冲电源，其特征在于还包括Blumlein传输线、匹配负载、第一高压探头、第二高压探头、有机玻璃盒、有机玻璃底座、变压器绝缘油、限位夹具；Blumlein传输线，包括第一玻璃陶瓷平板传输线及第二玻璃陶瓷平板传输线，所述第一玻璃陶瓷平板传输线及第二玻璃陶瓷平板传输线上下重叠置于有机玻璃底座上表面，Blumlein传输线通过限位夹具固定于有机玻璃底座上；所述第一玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极与第二玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极邻接并导通，第二玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极与有机玻璃底座邻接；第一玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极或者第二玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极用于当高压脉冲电源输出高压信号时，对Blumlein传输线进行充电；待Blumlein传输线充电完成后，激光器通过产生激光信号经过光纤传输后照射到待测非线性光导开关表面使得待测非线性光导开关导通时，在第一玻璃陶瓷平板传输线两个金属银电极之间产生一个电压脉冲，该电压脉冲沿着第一玻璃陶瓷平板传输线传播到匹配负载，即Blumlein传输线产生的电压脉冲；待测非线性光导开关阳极与第一玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极连接，待测非线性光导开关阴极与第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极连接；其中所述第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极与高压脉冲电源接地端连接；第一玻璃陶瓷平板传输线一端面金属银电极与高压脉冲电源正极连接；待测非线性光导开关阴极通过第一固定螺钉固定在第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极上；延时同步机，用于分别先后给高压脉冲电源、激光器触发信号；触发高压脉冲电源输出高压信号，触发激光器产生激光信号；匹配负载，用于接收Blumlein传输线产生的电压脉冲，并通过第二高压探头测试电压脉冲信号；所述匹配负载设置在第一玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极和第二玻璃陶瓷平板传输线另一端面金属银电极之间；光电探头，用于示波器探测激光器产生的脉冲激光照射到待测非线性光导开关表面时产生的反射光，并将该反射光信号转换为电信号传输至示波器，所述示波器获得脉冲激光照射到待测非线性光导开关表面的时刻其中，t1为若光电探头探测激光器产生激光信号到达示波器的时刻，l1为光电探头到示波器连接线长度，v为电磁波在导线中传播速度，为已知量；示波器，用于通过第一高压探头探测Blumlein传输线充电电压信号、用于通过光电探头探测激光器产生激光信号以及用于通过第二高压探头探测匹配负载上的电压脉冲波形，可获得各个波形信号到达示波器的时刻和幅值；其中示波器通过第一高压探头探测Blumlein传输线充电电压波形，并将该波形信号传输至示波器，在示波器上获得Blumlein传输线上高压脉冲电源输出高压信号电压值ui；示波器通过第二高压探头探测在匹配负载上获得的电压脉冲，并将该电压脉冲信号传输至示波器，在示波器上获得匹配负载上输出电压值uo，同时获得匹配负载上获得输出电压脉冲的时刻其中，t2为电压脉冲信号到达示波器的时刻，l2为第二高压探头到示波器连接线长度；则待测非线性光导开关的导通延迟时间为Δt＝tout‑tin‑τ，其中，τ为第一玻璃陶瓷平板传输线或第二玻璃陶瓷平板传输线的电学时间长度，为已知量；待测非线性光导开关的抖动其中，Δti为第i次测量得到的待测非线性光导开关导通延迟时间，i为正整数；为多次测量导通延迟时间Δt得到的平均值；待测非线性光导开关的导通电阻为其中，Z0为第一玻璃陶瓷平板传输线或第二玻璃陶瓷平板传输线的特征阻抗，为已知量；其中Blumlein传输线充电电压即为高压脉冲电源输出的高压信号；有机玻璃盒中充满变压器绝缘油；所述待测非线性光导开关、Blumlein传输线、匹配负载置于有机玻璃盒内，并且浸没于变压器绝缘油中，其中所述Blumlein传输线通过限位夹具固定于有机玻璃底座上，所述有机玻璃盒是上端开口的有机玻璃容器，有机玻璃底座底端放置于有机玻璃盒底部。