本實用新型屬于透射窗領(lǐng)域，具體涉及基于藍(lán)寶石的脈沖大功率微波透射窗。

背景技術(shù)：

低雜波電流驅(qū)動(LHCD)是托卡馬克維持長脈沖穩(wěn)態(tài)運行的一種重要的非感應(yīng)電流驅(qū)動手段。波源輸出的微波功率經(jīng)過波導(dǎo)傳輸線，最后通過低雜波天線耦合到等離子體中。由于托卡馬克內(nèi)部處于高真空狀態(tài)，通常需要在傳輸線與低雜波天線之間安裝微波透射窗，起到隔離真空以及高功率傳輸?shù)哪康摹L-2A裝置的3.7GHzLHCD系統(tǒng)，高傳輸，低損耗的微波透射窗是必不可少的。低混雜波加熱系統(tǒng)對微波透射窗的要求：低反射，高透過率。真空隔離，能承受250kW/2s微波功率。有效水冷。具備窗片打火監(jiān)測能力。目前大多數(shù)微波窗都采用氧化鈹陶瓷材料作為透波介質(zhì)，但由于其高毒性給加工，測試和維護(hù)都帶來了較大麻煩。對于HL-2A裝置的低混雜波系統(tǒng)，由于其單炮運行時間較短，對窗片造成的熱應(yīng)力也相應(yīng)降低，因此藍(lán)寶石的應(yīng)用也成為了可能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供了一種適合LHCD傳輸線系統(tǒng)的藍(lán)寶石微波透射窗。主要解決窗片溫升的問題。由于藍(lán)寶石材料導(dǎo)熱性能較好并且無毒，是窗口材料的可靠選擇。

本實用新型的技術(shù)方案如下：一種基于藍(lán)寶石的脈沖大功率微波透射窗，包括水套，其外部安裝入水口與出水口、在其內(nèi)部有藍(lán)寶石與可閥材料，可閥材料焊接水套內(nèi)部，而藍(lán)寶石的邊緣焊接在可閥材料上；水套的前后兩端分別安裝右側(cè)圓法蘭與左側(cè)圓法蘭，而左側(cè)圓法蘭安裝左側(cè)矩形法蘭，右側(cè)圓法蘭右側(cè)安裝右側(cè)矩形法蘭。

所述水套為圓環(huán)型結(jié)構(gòu)。

在左側(cè)矩形法蘭上有打火檢測口。

所述水套為不銹鋼材料。

所述可閥材料與藍(lán)寶石具有相近的熱膨脹系數(shù)。

本實用新型的顯著效果在于：經(jīng)過邊緣金屬化后，藍(lán)寶石窗片與具有相近熱膨脹系數(shù)的可閥材料進(jìn)行真空焊接，達(dá)到窗片兩側(cè)氣密封的目的。

利用阻抗匹配法以及優(yōu)化軟件合理設(shè)計窗片以及窗體尺寸，有效降低反射系數(shù)以及窗片損耗。采用邊緣水冷結(jié)構(gòu)對藍(lán)寶石窗片進(jìn)行冷卻，防止能量過多沉積導(dǎo)致窗片破損。矩形波導(dǎo)窄邊開口用于監(jiān)測窗片打火情況。

附圖說明

圖1是本實用新型所述的基于藍(lán)寶石的脈沖大功率微波透射窗示意圖。

圖2是本實用新型所述的基于藍(lán)寶石的脈沖大功率微波透射窗立體示意圖。

圖中:1藍(lán)寶石、2可閥材料、3水套、4入水口、5出水口、6右側(cè)圓法蘭、7左側(cè)矩形法蘭、8打火檢測口、9左側(cè)圓法蘭、10右側(cè)矩形法蘭。

具體實施方式

基于藍(lán)寶石的脈沖大功率微波透射窗，包括水套3，水套3為圓環(huán)型結(jié)構(gòu)，其外部安裝入水口4與出水口5、在其內(nèi)部有藍(lán)寶石1與可閥材料2，可閥材料2焊接水套3內(nèi)部，而藍(lán)寶石1的邊緣焊接在可閥材料2上；水套3的前后兩端分別安裝右側(cè)圓法蘭6與左側(cè)圓法蘭9，而左側(cè)圓法蘭9安裝左側(cè)矩形法蘭7，右側(cè)圓法蘭6右側(cè)安裝右側(cè)矩形法蘭10，在左側(cè)矩形法蘭7上有打火檢測口8。

水套3為不銹鋼材料。

本實用新型是基于藍(lán)寶石的脈沖大功率微波透射窗，承受的脈沖功率達(dá)到250kW，脈沖寬度達(dá)到2s，脈沖能量達(dá)到500kJ，藍(lán)寶石材料微波損耗角正切較小，沉積在藍(lán)寶石中的能量可以很快被邊緣冷卻水帶走。