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第1章 总论1

1.1 脉冲功率技术的内涵与特点1

1.1.1 脉冲功率技术的内涵1

1.1.2 脉冲功率技术的主要特点1

1.2 脉冲功率装置2

1.2.1 脉冲功率装置的基本构成2

1.2.2 脉冲功率技术的关键部件4

1.3 脉冲功率技术应用概述11

1.3.1 核爆辐射效应模拟11

1.3.2 惯性约束聚变13

1.3.3 X光闪光照相13

1.3.4 高功率微波驱动源14

1.3.5 高功率激光15

1.3.6 材料科学及其他领域15

第2章 强流脉冲带电粒子束产生与应用17

2.1 低阻抗强流脉冲电子束加速器17

2.1.1 总体设计17

2.1.2 基本构成18

2.1.3 关键单元的技术要求19

2.2 高功率脉冲驱动源20

2.2.1 Marx发生器20

2.2.2 水介质同轴线27

2.2.3 水介质主开关30

2.2.4 多级多通道气体主开关31

2.2.5 预脉冲抑制电感与抑制开关34

2.3 低阻抗大面积电子束二极管系统36

2.3.1 强流脉冲电子束的产生36

2.3.2 强流脉冲电子束的输运45

2.3.3 强流脉冲电子束的控制54

2.3.4 低阻抗二极管57

2.3.5 高能注量二极管60

2.4 加速器结构设计要点62

2.4.1 大电流下的机械结构连接62

2.4.2 水中气泡的处理63

2.4.3 电水锤效应卸载66

2.5 强流脉冲电子束的测量67

2.5.1 强流脉冲电子束总能量的测量67

2.5.2 强流脉冲电子束总束流的测量69

2.5.3 强流脉冲电子束束流密度分布的测量70

2.5.4 强流脉冲电子束能注量及其分布的测量72

2.5.5 强流脉冲电子束有效入射角的测量73

2.6 强流脉冲电子束的应用77

2.6.1 X射线热-力学效应研究77

2.6.2 大面积电子束泵浦气体准分子激光77

2.6.3 强流脉冲电子束产生高功率微波77

2.7 强流脉冲离子束的产生与应用78

2.7.1 强流脉冲离子束的产生78

2.7.2 强流脉冲离子束的应用84

第3章 强脉冲轫致辐射产生与应用84

3.1 多功能强流脉冲电子束加速器91

3.1.1 系统组成及状态转换91

3.1.2 直线变压器92

3.2 短脉冲高剂量率轫致辐射102

3.2.1 脉冲传输线及水介质开关102

3.2.2 等离子体断路开关108

3.2.3 短脉冲高阻抗电子束二极管设计111

3.2.4 高剂量率短脉冲轫致辐射源实验结果114

3.3 脉冲宽度可调的长脉冲轫致辐射源116

3.3.1 电爆炸断路开关116

3.3.2 长脉冲高阻抗电子束二极管118

3.3.3 脉冲宽度可调的长脉冲轫致辐射源实验结果119

第4章 Z箍缩等离子体辐射源123

4.1 快Z箍缩等离子体脉冲驱动源123

4.1.1 Z箍缩驱动惯性约束聚变对驱动源的要求123

4.1.2 Z箍缩脉冲功率源124

4.1.3 多级串联直线变压器脉冲源的电路模型及触发时序影响130

4.1.4 一种基于模块支路和角向线的直线变压器新型触发技术136

4.1.5 基于1 MA直线变压器模块的20 MA直线变压器驱动源的概念设计140

4.1.6 基于快Marx发生器串并联20 MA／300 ns直接驱动脉冲源的概念设计142

4.2 磁绝缘传输线技术143

4.2.1 磁绝缘传输线的基本概念和特点144

4.2.2 磁绝缘传输线的理论模型144

4.2.3 磁绝缘传输线的数值模拟146

4.2.4 磁绝缘传输线的实验研究147

4.2.5 磁绝缘传输线的实际应用149

4.3 Z箍缩等离子体的产生150

4.3.1 Z箍缩的基本过程150

4.3.2 影响Z箍缩辐射输出的因素153

4.4 丝阵Z箍缩156

4.4.1 丝阵负载构型156

4.4.2 圆柱型钨丝阵Z箍缩实验研究157

4.4.3 圆柱型铝丝阵Z箍缩实验研究162

4.4.4 平面型铝丝阵Z箍缩实验研究166

4.5 喷气负载Z箍缩170

4.5.1 喷气负载170

4.5.2 喷气负载的内爆压缩178

4.5.3 辐射性质与箍缩状态参数190

4.6 X箍缩200

4.6.1 X箍缩研究概况201

4.6.2 兆安级电流X箍缩实验研究203

4.6.3 X箍缩诊断Z箍缩早期行为209

第5章 小焦斑闪光X光产生与应用226

5.1 感应电压叠加型闪光照相装置226

5.1.1 原理与组成226

5.1.2 感应电压叠加器感应腔电磁模型和电路模型233

5.1.3 单／双路馈入叠加器感应腔角向传输线的优化237

5.1.4 感应电压叠加型闪光照相装置的典型实例246

5.1.5 感应电压叠加型闪光照相装置的发展趋势249

5.2 剑光一号感应电压叠加型闪光照相装置253

5.2.1 Marx发生器及触发系统253

5.2.2 水介质同轴线254

5.2.3 叠加器的感应腔257

5.2.4 磁感应腔和平板传输线258

5.3 小焦斑脉冲电子束二极管259

5.3.1 概述259

5.3.2 阳极杆箍缩聚焦二极管259

5.3.3 预充等离子体阳极杆箍缩聚焦二极管264

5.3.4 其他类型强聚焦二极管的性能与适用范围267

第6章 高空电磁脉冲模拟器273

6.1 高空电磁脉冲环境273

6.1.1 高空电磁脉冲的产生机制273

6.1.2 高空电磁脉冲的环境标准274

6.2 高空电磁脉冲模拟器276

6.2.1 导波式电磁脉冲模拟器277

6.2.2 偶极子电磁脉冲模拟器281

6.2.3 混合型电磁脉冲模拟器283

6.3 脉冲驱动源283

6.3.1 电容直接放电型电磁脉冲模拟器284

6.3.2 一级陡化型脉冲源286

6.3.3 二级陡化型脉冲源292

6.3.4 双向二级陡化型脉冲源301

6.3.5 多功能电磁脉冲模拟器302

6.4 电磁脉冲模拟器天线设计302

6.4.1 天线设计的时域有限差分法302

6.4.2 辐射波模拟器的天线设计311

第7章 高功率微波驱动源简介315

7.1 单次高功率微波驱动源315

7.1.1 平面型虚阴极振荡器驱动源315

7.1.2 同轴型虚阴极振荡器驱动源315

7.1.3 爆炸磁通压缩发生器317

7.2 低重复率高功率微波驱动源318

7.2.1 特斯拉变压器驱动源318

7.2.2 陡化-截波型驱动源319

7.3 高重复率高功率微波驱动源319

7.3.1 基于磁开关的驱动源319

7.3.2 基于半导体断路开关的驱动源319

7.4 长脉冲型驱动源320

7.4.1 Marx-PFN型长脉冲驱动源320

7.4.2 使用螺旋线的长脉冲驱动源320

7.4.3 快前沿直线脉冲变压器型长脉冲驱动源320

7.4.4 Tesla-PFN型长脉冲驱动源321

第8章 高功率气体激光泵浦源323

8.1 强流电子束准分子激光泵浦源323

8.1.1 强流电子束泵浦源总体要求及关键技术分析323

8.1.2 强流电子束准分子激光泵浦源及应用328

8.2 脉冲放电气体激光泵浦源332

8.2.1 脉冲放电气体激光概述332

8.2.2 脉冲放电泵浦源关键技术334

8.2.3 脉冲放电泵浦源典型应用实例336

8.3 表面放电准分子激光泵浦源341

8.3.1 表面放电激光概述341

8.3.2 表面放电光泵浦源技术343

8.3.3 表面放电光泵浦应用实例——XeF（C-A）激光器350

8.4 重频高功率气体激光泵浦源352

8.4.1 重频强流电子束泵浦源352

8.4.2 重频脉冲放电激光泵浦源356

8.4.3 重频表面放电光泵浦源360

第9章 脉冲大电流与放电等离子体365

9.1 脉冲大电流在电磁发射技术中的应用365

9.1.1 电磁发射基本概念365

9.1.2 电磁发射用脉冲电流源369

9.1.3 电磁发射器373

9.1.4 电磁发射技术的发展趋势375

9.2 脉冲等离子体源及其在地球物理勘探方面的应用375

9.2.1 高电导率水中脉冲电晕放电原理375

9.2.2 基于半导体开关的脉冲电流源380

9.2.3 多电极等离子体发射阵列382

9.2.4 在海洋高分辨率浅地层地质勘探方面的应用385

9.2.5 海洋／陆地勘探电火花震源385

9.3 用于化石能源开发的脉冲大电流源390

9.3.1 概述390

9.3.2 冲击波产生设备391

9.3.3 应用研究394

9.4 脉冲等离子体环境应用397

9.4.1 脉冲等离子体脱硫和脱硝397

9.4.2 脉冲静电除尘405

9.4.3 脉冲等离子体用于有机废气处理408

9.4.4 脉冲放电用于汽车尾气处理410

9.4.5 脉冲放电用于废水处理412

9.4.6 脉冲等离子体助燃及重整416

9.5 脉冲等离子体源在航空领域的应用417

9.5.1 等离子体流动控制技术418

9.5.2 等离子体点火助燃技术424

9.5.3 小结427

第10章 标定、触发技术431

10.1 纳秒级高电压、大电流测量标定431

10.2 用于纳秒级电压脉冲测量标定的高压脉冲源432

10.2.1 高压快沿方波脉冲源432

10.2.2 高压非方波脉冲源437

10.3 快前沿触发脉冲及其产生437

10.3.1 触发系统的指标参数437

10.3.2 触发脉冲产生技术的比较438

10.3.3 电容快放电型触发器及其电路分析439

10.3.4 mini-Marx型触发器443

10.3.5 变压器型触发器445

10.3.6 传输线型触发器446

10.3.7 Pichugin型触发器及小结447

10.4 大型脉冲功率装置的同步与触发448

10.4.1 Marx型驱动源的同步与触发448

10.4.2 直线脉冲变压器型驱动源的同步与触发450

10.5 多开关脉冲电流电压源455

10.5.1 引言455

10.5.2 多开关电路的基本原理455

10.5.3 多开关纳秒脉冲电源457

10.5.4 多开关脉冲电路拓展463

索引467