一种简易的电一机械式光学快门

　　我们在高温等离子体物理实验中需要一个开关时间为百微秒量级、光损耗尽员小的光学快门常用的电光快门，如克尔盒或泡克耳斯盒，虽然其开关时问可在很宽的日寸间尺度内工作，甚至可在远小护微秒最级卜工作，fl}因整个设备研制费时lfl.价格昂贵，尤其是当光束通过IJJ有不可忽视的光损耗而不敷应用沪沁通的机械快门的开关时间又太慢。为此，我们研制了一种电一机械式光学快门，开关时一间约2501‘s，贝有结构简单，开关时间可调，控制方便，无光损耗等特点，满足了实验需要。

　　这种快门的工作原理是基j二电阳_率较大的金属导线瞬时通过大电流时，将引致导线急剧升温(升温速率约4x1护枕/s)和伸长，从l(lJ推动一块放于导线端部的滑片作高速运动把此滑片置于光路上即可起到开闭光束的光学快「J作用。

　　快门的工作过程可概述如下:当电容器允电后，火花隙开关经外加触发脉冲接通，电容器对作为负载的V形镍铬丝放电用罗果夫斯基线圈测得放电电流的锋值约为3KA。因负载电阻较大，放电电流波形呈过阳尼电流持续时间约40}侣在此时间内，镍铬丝被脉冲大电流迅速加热而突然伸长，从而使紧靠V形镍铬丝顶部的玻璃钢滑片受到一持续时间大致与放电电流持续时间相同的冲击力f由此、滑片得到一很高的初速度沿着轨道滑动。用光电方法测得最大初速度达16m，/s把滑片放在氦一氖激光束通过的光路上，即可得到持续时间约25us的激光脉冲(图2)。

　　显然，这种快门是不会产生光损耗的。而快门的开关时间山滑片的移动速度和光束的直径决定。滑片的移动速度可以通过改变电容器对负载的放电能员即方便地调节电容器充电电压从而改变放电电流来控制放电电流的大小应控制在山它所引起的对于镍铬丝的欧姆加热温度远低于它的熔化点由于氦一氖激光束有一定的发散度，为了提高快门的开关时间，应把快门放在靠近氮一氖激光器出射窗口附近。这里，出射激光束的直径约为2mm。影响开关时间的一个不确定因素是玻璃钢滑片与V形镍铬丝顶部之间的接触状况这将直接影响镍铬丝对于滑片的冲击力力，由于玻璃钢很轻，在一次放电运行后，应仔细放置，务必使镍铬丝与滑片之间处于靠紧的状态。

　　此光学快门是为以氦一氖激光器为光源的Maeh一Zehnde一于涉仪系统研制的。此系统用十测量等离f体的电子密度。为了得到具有时间和空间分辨的电子密度分布，需要在一次等离子体放电实验的不同时刻拍摄等离子体干涉图。用.高速分幅转镜照相机可拍得多幅等离子体干涉图。为了避兔.高速相机重复曝光，必须限制连续的氦一氖激光束的通光时间并使之与等离子体放电精确同步。在千涉仪系统的光路上增设电一械式光学快门后可满足以上要求。图2即为经山快门控制的氦一氖激光束通光时间与等离f体实验装置放电电流同步的示波图由图可见，表征快门开关时间的激光束通光时间或激光脉冲宽度大约是25()/is，正好覆盖了等离子体实验装置放电电流的存在时间。此外，由于这种快门没有光损耗，这对十高速相机拍摄曝光时}、一d仅微秒最级的干涉图是极为有利的。