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    Registre altos valores de potência de pico com geradores de picossegundos

    Compressão do pulso ao longo do tempo (1 a 4) com um aumento na potência de pico conforme o pulso viaja ao longo das linhas de compressão magnética. Crédito:Sergei Rukin

    Geradores potentes de picossegundos são necessários em vários campos da eletrofísica experimental para produzir feixes de elétrons ultracurtos e pulsos de raios-X em diodos de vácuo e para formar fluxos de elétrons descontrolados em gases.

    Eles também têm aplicações em eletrônica de micro-ondas de alta potência, mas os pesquisadores estão constantemente se esforçando para obter pulsos mais curtos e poderosos.

    No Revisão de instrumentos científicos, pela AIP Publishing, cientistas mostraram que geradores compactos de pulso de estado sólido podem gerar pulsos elétricos de menos de um bilionésimo de segundo de duração e até 50 bilhões de watts de potência.

    "Para comparação, a usina hidrelétrica mais poderosa da China tem uma potência de produção de 22,5 bilhões de watts, "disse Sergei Rukin, um dos autores.

    Melhorar os geradores de picossegundos e dominar os níveis de pico de potência mais altos na faixa dos picossegundos define a base para novas aplicações nos próximos anos.

    "Isso também aconteceu com o desenvolvimento de poderosos dispositivos pulsados ​​em nanossegundos durante os últimos 60 anos, "disse Rukin.

    Inicialmente, geradores com parâmetros únicos foram desenvolvidos e então, áreas de aplicação apareceram, como eletrônicos de micro-ondas de alta potência e dispositivos de imagem de raios-X para aplicações médicas e de engenharia.

    Um pulso de entrada com duração de nanossegundos de um gerador de chave de abertura de semicondutor de estado sólido foi amplificado em potência e reduzido em duração por um compressor magnético de três estágios em linhas giromagnéticas de ferrite.

    A linha de cada estágio operado no modo de linha de compressão magnética, que ocorre em valores próximos da duração do pulso de entrada e do período de oscilações geradas na linha.

    Na faixa de picossegundo da duração do pulso, registre altos valores de pico de potência e taxa de aumento da tensão de saída e potência foram alcançados.

    Uma característica surpreendente foi que nem os interruptores de fechamento ou abertura eram necessários no sistema de compressão de pulso. A amplificação do pulso em potência e sua compressão no tempo ocorreram automaticamente durante a passagem do pulso entre as linhas de compressão magnética.

    Os pesquisadores estão trabalhando em um estágio adicional de compressão de energia que pode ser usado para gerar oscilações de microondas poderosas e para estudar o desenvolvimento de descargas elétricas em vários meios dielétricos em campos elétricos extremamente altos.


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