Воробьев Г.А., Месяц Г.А. Техника формирования высоковольтных наносекундных импульсов

  • 29 октября 2021 г. в 13:13
  • 185
  • Поделиться
  • Пожаловаться
Воробьев Г.А., Месяц Г.А. Техника формирования высоковольтных наносекундных импульсов
Воробьев Г.А., Месяц Г.А. Техника формирования высоковольтных наносекундных импульсов

Воробьев Г.А., Месяц Г.А. Техника формирования высоковольтных наносекундных импульсов

Предисловие

Прогресс науки предъявляет новые требования к импульсной технике. От импульсов миллисекундной длительности, которые использовались в телеграфии, импульсная техника перешла к микросекундным импульсам для целей энергетики, радиотехники и радиолокации, а сейчас имеет дело с импульсами наносекундной длительности (1 нсек= 10-9 сек) и более короткими. Наносекундную импульсную технику можно разделить на технику генерирования низковольтных импульсов с амплитудой несколько сотен вольт и ниже и технику получения импульсов с амплитудой единицы, десятки и сотни киловольт.

Методам генерирования коротких импульсов низкого напряжения посвящено много — работ в периодической печати, а также монографии [1, 2], получению же высоковольтных импульсов наносекундной длительности — значительно меньше, несмотря на то что первые исследования в данном направлении появились 30-40 лет назад [3-6]. Это объяснялось, с одной стороны, тем, что наука и техника не проявляли до 1950-1960 гг. большого интереса к такими импульсам, а с другой большими трудностями, которые встречались при их получении и регистрации. Спектр гармоник наносекундных импульсов распространяется вплоть до сверхвысоких частот, поэтому для генерирования и передачи таких импульсов необходимо, чтобы применяемая аппаратура обеспечивала широкую полосу пропускания частот и в то же время могла выдерживать без пробоя высокие напряжения.

Можно назвать ряд областей науки и техники, где высоковольтные наносекундные импульсы находят все более широкое применение.

В ускорительной технике [2, 7] такие импульсы применяются для инжекции электронов в ускоритель, быстрого сброса ускоренных частиц, для получения короткого по времени пучка заряженных частиц, для исследования процесса захвата электронов в ускорителе, точного измерения энергии частиц и т. д. Сюда же можно отнести получение коротких импульсов рентгеновских лучей, необходимых для импульсного испытания фотоумножителей, исследований в баллистике и т.д.

В ядерной физике [2, 8] наносекундные импульсы высокого напряжения используются для измерения диффузных постоянных нейтронов, для изучения материалов с малым временем жизни и т.д.

В радиолокации [9, 10] короткие импульсы применяются для определения с большой точностью коротких расстояний до цели.

В высокоскоростной фотографии импульсы высокого напряжения наносекундной длительности вместе с электрооптическими затворами и электронно-оптическими преобразователями используются для исследования сверхбыстрых процессов. В частности, таким образом исследуется разряд в газах, скорость развития электронных лавин [11, 12], расширение канала искрового разряда в начальной стадии [13], процесс образования плазмы при искровом разряде и взрыве проволоки [14, 15].