一种激光驱动等离子体喷射式电磁脉冲发生器的制作方法

本实用新型属于电磁脉冲辐射领域，尤其涉及一种激光驱动等离子体喷射式电磁脉冲发生器。

背景技术：

电磁脉冲是一种突发式、宽带电磁辐射的高强度脉冲。在基础物理和国防科技研究中，需要产生瞬态强度高的电磁脉冲辐照材料，用于研究材料的响应和状态变化，检测电子学器件和系统的抗干扰能力和可靠性。为了产生强电磁脉冲，通常的方式是利用储能系统向天线等发射装置注入强电流脉冲，将电能转化电磁脉冲辐射，这种方式主要缺点是需要比较复杂的电路系统，体积比较庞大，电磁脉冲发射受制于系统能够产生的电流强度和电流脉冲宽度。天线等发射装置和储能系统中的强电流在强磁场中会收到强电磁力作用，可能会导致器件爆炸，同时强电流也会导致系统散热困难，诱发器件烧毁，短路等工程问题，在实际应用中存在一定安全隐患。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供一种激光驱动等离子体喷射式电磁脉冲发生器，具有瞬态功率高，不受电路系统制约、实现方式简单、调节灵活的特点。

一种激光驱动等离子体喷射式电磁脉冲发生器，包括真空腔1以及安装在真空腔1内部的金属腔2与聚焦模块3；

所述真空腔1上设置有入射口和出射口；

所述金属腔2上设置有注入口和喷射口，其中，所述喷射口上设置有封口膜5；

所述聚焦模块3用于将从入射口进入的外部激光束聚焦并通过所述注入口入射到金属腔2内部，使得金属腔2内形成等离子体；其中，所述喷射口用于喷射等离子体，所述出射口用于输出所述等离子体喷射过程中形成的电磁脉冲。

进一步地，所述出射口与所述喷射口相对，所述入射口与所述注入口相对。

进一步地，所述金属腔2上设置的注入口和喷射口位于金属腔2相对的两侧。

进一步地，所述金属腔2相对的两侧设置有两个注入口，且喷射口设置于两个注入口之间。

进一步地，所述金属腔2为球形结构、方形结构或圆柱形结构。

进一步地，所述真空腔1上设置有两个注入口和一个出射口，其中出射口与两个注入口设置在真空腔1相对的两侧。

进一步地，所述聚焦模块3包括反射镜12和聚焦透镜13，其中，反射镜12用于调整外部激光束的方向，使外部激光束入射到聚焦透镜13上，所述聚焦透镜13用于收光，并将外部激光束聚焦入射到金属腔2内部。

进一步地，所述出射口和注入口为法兰口。

进一步地，所述金属腔2的材质为金、铜、铝、钛、镍或铁。

进一步地，一种激光驱动等离子体喷射式电磁脉冲发生器，还包括安装在真空腔1内部的金属杆10和底座11，其中，所述金属杆10一端用于支撑所述金属腔2，另一端用于连接所述底座11。

有益效果：

本实用新型的提出一种激光驱动等离子体喷射式电磁脉冲发生器，利用外部激光束辐照金属腔内壁产生等离子体，由于喷射口上安装有封口膜，等离子体起初被约束在金属腔内，以此提升金属腔内的等离子体压力；又由于激光有压力，等离子体会沿着外部激光束的入射方向运动，则当内部压力达到设定阈值时，等离子体将冲破封口膜，从金属腔喷射出去，从而增加等离子体喷射的速度；通过等离子体加速喷射形成空间电流产生瞬态电磁脉冲，这种电磁脉冲产生方式具有瞬态功率高，不受电路系统制约、实现方式简单、调节灵活的特点。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种激光驱动等离子体喷射式电磁脉冲发生器的结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种金属腔结构示意图；

图3为本实用新型提供的另一种金属腔结构示意图；

图4为本实用新型提供的又一种金属腔结构示意图；

图5为本实用新型提供的另一种激光驱动等离子体喷射式电磁脉冲发生器的结构示意图；

图6为本实用新型提供的又一种激光驱动等离子体喷射式电磁脉冲发生器的结构示意图；

1-真空腔，2-金属腔，3-聚焦模块，4-喷射口，5-封口膜，6-外部激光束，7-第一入射法兰口，8-第二入射法兰口，9-出射口，10-金属杆，11-底座，12-反射镜，13-聚焦透镜，14-注入口。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例一

参见图1，该图为本实施例提供的一种激光驱动等离子体喷射式电磁脉冲发生器的结构示意图。一种激光驱动等离子体喷射式电磁脉冲发生器，包括真空腔1以及安装在真空腔1内部的金属腔2与聚焦模块3。

所述真空腔1上设置有入射口和出射口。

可选的，出射口和注入口为法兰口。

所述金属腔2上设置有注入口14和喷射口4，其中，所述喷射口4上设置有封口膜5。

可选的，金属腔2的材质为金、铜、铝、钛、镍或铁。

需要说明的是，注入口14的尺寸可以根据外部激光束的激光光斑的大小确定，喷射口4的尺寸能够控制等离子体喷射出来的束流尺寸和速度，同时喷射口4的尺寸小于注入口14的尺寸。

进一步地，所述出射口9与所述喷射口4相对，所述入射口与所述注入口14相对。

所述聚焦模块3用于将从入射口进入的外部激光束6聚焦并通过所述注入口入射到金属腔2内部，使得金属腔2内形成等离子体；其中，所述喷射口4用于喷射等离子体，所述出射口9用于输出所述等离子体喷射过程中形成的电磁脉冲。

进一步地，参见图2，该图为本实施例提供的一种金属腔结构示意图。所述金属腔2为方形结构，且金属腔2上设置的注入口14和喷射口4位于金属腔2相对的两侧。

进一步地，参见图3，该图为本实施例提供的另一种金属腔结构示意图。所述金属腔2为球形结构，且金属腔2上设置的注入口14和喷射口4位于金属腔2相对的两侧。

下面介绍本实施例的工作原理：

高功率激光轰击金属时在金属表面产生高温等离子体，通过激光—等离子体相互作用，将激光能量转换为X射线电磁脉冲辐射。本实施例的一种激光驱动等离子体喷射式电磁脉冲发生器，由于喷射口4上安装有封口膜5，外部激光束辐照金属腔2内壁产生的等离子体起初被约束在金属腔2内，从而提升金属腔2内的等离子体压力；同时由于激光有压力，等离子体会沿着外部激光束的入射方向运动，则当内部压力达到设定阈值时，等离子体将冲破封口膜5，从金属腔2喷射出去，以此增加等离子体喷射的速度。

实施例二

基于以上实施例，本实施例提供另一种激光驱动等离子体喷射式电磁脉冲发生器。参见图4，该图为本实施例提供的又一种金属腔结构示意图。所述金属腔2的相对两侧设置有两个注入口14，且喷射口4设置于两个注入口12之间。例如，金属腔2为圆柱形结构，则圆柱形结构的两端设计有注入口14，喷射口4在圆柱形结构的柱面上，激光束1从圆柱形结构两端的注入口14同时注入腔体内。

进一步地，参见图5，该图为本实施例提供的另一种激光驱动等离子体喷射式电磁脉冲发生器的结构示意图。真空腔1为球形结构，且真空腔1上设置有五个法兰口，其中一个为出射口9，剩余四个为入射法兰口。四个入射法兰口分别设置在真空腔1相对的两侧，将外部激光束6入射到所述聚焦模块3，然后聚焦模块3将所述外部激光束6聚焦，并通过金属腔2的相对两侧设置的注入口入射到金属腔2内部。

实施例三

基于以上实施例，本实施例提供又一种激光驱动等离子体喷射式电磁脉冲发生器。参见图6，该图为本实施例提供的又一种激光驱动等离子体喷射式电磁脉冲发生器的结构示意图。所述真空腔1上设置有三个法兰口，其中出射口9与剩余的两个法兰口，即第一入射法兰口7与第二入射法兰口8设置在真空腔1的相对两侧。所述聚焦模块3包括反射镜12和聚焦透镜13，其中，反射镜12用于调整外部激光束6的方向，使外部激光束6入射到聚焦透镜13上，所述聚焦透镜13用于收光，并将外部激光束6聚焦入射到金属腔2内部。一种激光驱动等离子体喷射式电磁脉冲发生器，还包括安装在真空腔1内部的金属杆10和底座11，其中，所述金属杆10一端用于支撑所述金属腔2，另一端用于连接所述底座11。

当然，本实用新型还可有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当然可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。