Er is vraag naar krachtige picosecondegeneratoren op verschillende gebieden van de experimentele elektrofysica om ultrakorte elektronenbundels en röntgenpulsen in vacuümdiodes te produceren en om op hol geslagen elektronenstromen in gassen te vormen.

Ze hebben ook toepassingen in krachtige microgolfelektronica, maar onderzoekers streven er voortdurend naar om kortere en krachtigere pulsen te verkrijgen.

In Beoordeling van wetenschappelijke instrumenten, door AIP Publishing, wetenschappers toonden aan dat compacte solid-state pulsgeneratoren elektrische pulsen kunnen genereren met een duur van minder dan een miljardste van een seconde en tot 50 miljard watt aan vermogen.

"Ter vergelijking, de krachtigste waterkrachtcentrale in China heeft een uitgangsvermogen van 22,5 miljard watt, " zei Sergei Rukin, een van de auteurs.

Het verbeteren van picosecondegeneratoren en het beheersen van hogere piekvermogensniveaus in het picosecondebereik vormt de basis voor nieuwe toepassingen in de komende jaren.

"Dit gebeurde ook met de ontwikkeling van krachtige nanoseconde gepulseerde apparaten in de afgelopen 60 jaar, ' zei Rukin.

Aanvankelijk, generatoren met unieke parameters werden ontwikkeld en vervolgens, toepassingsgebieden verschenen, zoals krachtige microgolfelektronica en röntgenbeeldvormingsapparatuur voor medische en technische toepassingen.

Een ingangspuls met een duur van nanoseconden van een halfgeleider-openingsschakelaargenerator in vaste toestand werd in vermogen versterkt en in duur verminderd door een drietraps magnetische compressor op ferriet-gyromagnetische lijnen.

De lijn van elke trap werkte in de magnetische compressielijnmodus, die optreedt bij nauwe waarden van de ingangspulsduur en de periode van oscillaties die in de lijn worden gegenereerd.

In het picoseconde bereik van pulsduur, record hoge waarden van piekvermogen en snelheid van stijging van de uitgangsspanning en vermogen werden bereikt.

Een verrassend kenmerk was dat er geen schakelaars voor het sluiten of openen nodig waren in het pulscompressiesysteem. De pulsversterking in vermogen en de compressie ervan in de tijd vonden automatisch plaats tijdens het passeren van de puls tussen magnetische compressielijnen.

De onderzoekers werken aan een extra fase van energiecompressie die kan worden gebruikt om krachtige microgolfoscillaties te genereren en om de ontwikkeling van elektrische ontladingen in verschillende diëlektrische media bij extreem hoge elektrische velden te bestuderen.