Abstract

The effects of trigger laser pulse width on the jitter time of a GaAs photoconductive semiconductor switch (PCSS) is investigated in the experiment. The laser is split into two optical beams by a cross grating to excite two 3 mm gap GaAs PCSSs in parallel at the same time. This work reveals that the jitter time of the GaAs PCSS is reduced as the trigger laser pulse width decreases. Our results overcome a significant obstacle that hinders the testing and theory of GaAs PCSSs in high-time-precision synchronous control.

© 2013 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. G. Mourou and W. Knox, Appl. Phys. Lett. 35, 492 (1979).
    [CrossRef]
  2. A. Karabegovic, R. M. O’Connell, and W. C. Nunnally, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 16, 1011 (2009).
    [CrossRef]
  3. S. El Amari, A. De Angelis, D. Arnaud-Cormos, V. Couderc, and P. Leveque, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 673 (2011).
    [CrossRef]
  4. E. E. Funk and C. H. Lee, IEEE Trans. Microw. Theor. Tech. 44, 2039 (1996).
    [CrossRef]
  5. G. M. Loubriel, J. F. Aurand, G. J. Denison, L. F. Rinehart, D. J. Brown, F. J. Zutavern, A. Mar, M. W. O’Malley, W. D. Helgeson, and L. Carin, in 12th IEEE International Pulsed Power Conference. Digest of Technical Papers (IEEE, 1999), Vol. 2, p. 673.
  6. S. F. Glover, F. J. Zutavern, M. E. Swalby, M. J. Cich, G. M. Loubriel, A. Mar, and F. E. White, IEEE Trans. Plasma Sci. 38, 2701 (2010).
    [CrossRef]
  7. K. Frank, B. J. Lee, I. Petzenhauser, and H. Rahaman, in 2007 16th IEEE International Pulsed Power Conference (IEEE, 2007), Vol. 1, p. 432.
  8. W. Shi, L. Tian, Z. Liu, L. Zhang, and Z. Zhang, Appl. Phys. Lett. 92, 043511 (2008).
    [CrossRef]
  9. J. H. Schoenberg, J. W. Burger, J. S. Tyo, M. D. Abdalla, M. C. Skipper, and W. R. Buchwald, IEEE Trans. Plasma Sci. 25, 327 (1997).
    [CrossRef]
  10. J. A. Gaudet, M. C. Skipper, M. D. Abdalla, S. M. Ahem, S. P. Romero, A. Mar, F. J. Zutavem, G. M. Loubriel, M. W. O’Malley, and W. D. Helgeson, Proc. SPIE 4031, 121 (2000).
    [CrossRef]
  11. W. Shi, L. Zhang, H. Gui, Lei Hou, M. Xu, and G. Qu, Appl. Phys. Lett. 102, 154106 (2013).
    [CrossRef]

2013 (1)

W. Shi, L. Zhang, H. Gui, Lei Hou, M. Xu, and G. Qu, Appl. Phys. Lett. 102, 154106 (2013).
[CrossRef]

2011 (1)

S. El Amari, A. De Angelis, D. Arnaud-Cormos, V. Couderc, and P. Leveque, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 673 (2011).
[CrossRef]

2010 (1)

S. F. Glover, F. J. Zutavern, M. E. Swalby, M. J. Cich, G. M. Loubriel, A. Mar, and F. E. White, IEEE Trans. Plasma Sci. 38, 2701 (2010).
[CrossRef]

2009 (1)

A. Karabegovic, R. M. O’Connell, and W. C. Nunnally, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 16, 1011 (2009).
[CrossRef]

2008 (1)

W. Shi, L. Tian, Z. Liu, L. Zhang, and Z. Zhang, Appl. Phys. Lett. 92, 043511 (2008).
[CrossRef]

2000 (1)

J. A. Gaudet, M. C. Skipper, M. D. Abdalla, S. M. Ahem, S. P. Romero, A. Mar, F. J. Zutavem, G. M. Loubriel, M. W. O’Malley, and W. D. Helgeson, Proc. SPIE 4031, 121 (2000).
[CrossRef]

1997 (1)

J. H. Schoenberg, J. W. Burger, J. S. Tyo, M. D. Abdalla, M. C. Skipper, and W. R. Buchwald, IEEE Trans. Plasma Sci. 25, 327 (1997).
[CrossRef]

1996 (1)

E. E. Funk and C. H. Lee, IEEE Trans. Microw. Theor. Tech. 44, 2039 (1996).
[CrossRef]

1979 (1)

G. Mourou and W. Knox, Appl. Phys. Lett. 35, 492 (1979).
[CrossRef]

Abdalla, M. D.

J. A. Gaudet, M. C. Skipper, M. D. Abdalla, S. M. Ahem, S. P. Romero, A. Mar, F. J. Zutavem, G. M. Loubriel, M. W. O’Malley, and W. D. Helgeson, Proc. SPIE 4031, 121 (2000).
[CrossRef]

J. H. Schoenberg, J. W. Burger, J. S. Tyo, M. D. Abdalla, M. C. Skipper, and W. R. Buchwald, IEEE Trans. Plasma Sci. 25, 327 (1997).
[CrossRef]

Ahem, S. M.

J. A. Gaudet, M. C. Skipper, M. D. Abdalla, S. M. Ahem, S. P. Romero, A. Mar, F. J. Zutavem, G. M. Loubriel, M. W. O’Malley, and W. D. Helgeson, Proc. SPIE 4031, 121 (2000).
[CrossRef]

Arnaud-Cormos, D.

S. El Amari, A. De Angelis, D. Arnaud-Cormos, V. Couderc, and P. Leveque, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 673 (2011).
[CrossRef]

Aurand, J. F.

G. M. Loubriel, J. F. Aurand, G. J. Denison, L. F. Rinehart, D. J. Brown, F. J. Zutavern, A. Mar, M. W. O’Malley, W. D. Helgeson, and L. Carin, in 12th IEEE International Pulsed Power Conference. Digest of Technical Papers (IEEE, 1999), Vol. 2, p. 673.

Brown, D. J.

G. M. Loubriel, J. F. Aurand, G. J. Denison, L. F. Rinehart, D. J. Brown, F. J. Zutavern, A. Mar, M. W. O’Malley, W. D. Helgeson, and L. Carin, in 12th IEEE International Pulsed Power Conference. Digest of Technical Papers (IEEE, 1999), Vol. 2, p. 673.

Buchwald, W. R.

J. H. Schoenberg, J. W. Burger, J. S. Tyo, M. D. Abdalla, M. C. Skipper, and W. R. Buchwald, IEEE Trans. Plasma Sci. 25, 327 (1997).
[CrossRef]

Burger, J. W.

J. H. Schoenberg, J. W. Burger, J. S. Tyo, M. D. Abdalla, M. C. Skipper, and W. R. Buchwald, IEEE Trans. Plasma Sci. 25, 327 (1997).
[CrossRef]

Carin, L.

G. M. Loubriel, J. F. Aurand, G. J. Denison, L. F. Rinehart, D. J. Brown, F. J. Zutavern, A. Mar, M. W. O’Malley, W. D. Helgeson, and L. Carin, in 12th IEEE International Pulsed Power Conference. Digest of Technical Papers (IEEE, 1999), Vol. 2, p. 673.

Cich, M. J.

S. F. Glover, F. J. Zutavern, M. E. Swalby, M. J. Cich, G. M. Loubriel, A. Mar, and F. E. White, IEEE Trans. Plasma Sci. 38, 2701 (2010).
[CrossRef]

Couderc, V.

S. El Amari, A. De Angelis, D. Arnaud-Cormos, V. Couderc, and P. Leveque, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 673 (2011).
[CrossRef]

De Angelis, A.

S. El Amari, A. De Angelis, D. Arnaud-Cormos, V. Couderc, and P. Leveque, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 673 (2011).
[CrossRef]

Denison, G. J.

G. M. Loubriel, J. F. Aurand, G. J. Denison, L. F. Rinehart, D. J. Brown, F. J. Zutavern, A. Mar, M. W. O’Malley, W. D. Helgeson, and L. Carin, in 12th IEEE International Pulsed Power Conference. Digest of Technical Papers (IEEE, 1999), Vol. 2, p. 673.

El Amari, S.

S. El Amari, A. De Angelis, D. Arnaud-Cormos, V. Couderc, and P. Leveque, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 673 (2011).
[CrossRef]

Frank, K.

K. Frank, B. J. Lee, I. Petzenhauser, and H. Rahaman, in 2007 16th IEEE International Pulsed Power Conference (IEEE, 2007), Vol. 1, p. 432.

Funk, E. E.

E. E. Funk and C. H. Lee, IEEE Trans. Microw. Theor. Tech. 44, 2039 (1996).
[CrossRef]

Gaudet, J. A.

J. A. Gaudet, M. C. Skipper, M. D. Abdalla, S. M. Ahem, S. P. Romero, A. Mar, F. J. Zutavem, G. M. Loubriel, M. W. O’Malley, and W. D. Helgeson, Proc. SPIE 4031, 121 (2000).
[CrossRef]

Glover, S. F.

S. F. Glover, F. J. Zutavern, M. E. Swalby, M. J. Cich, G. M. Loubriel, A. Mar, and F. E. White, IEEE Trans. Plasma Sci. 38, 2701 (2010).
[CrossRef]

Gui, H.

W. Shi, L. Zhang, H. Gui, Lei Hou, M. Xu, and G. Qu, Appl. Phys. Lett. 102, 154106 (2013).
[CrossRef]

Helgeson, W. D.

J. A. Gaudet, M. C. Skipper, M. D. Abdalla, S. M. Ahem, S. P. Romero, A. Mar, F. J. Zutavem, G. M. Loubriel, M. W. O’Malley, and W. D. Helgeson, Proc. SPIE 4031, 121 (2000).
[CrossRef]

G. M. Loubriel, J. F. Aurand, G. J. Denison, L. F. Rinehart, D. J. Brown, F. J. Zutavern, A. Mar, M. W. O’Malley, W. D. Helgeson, and L. Carin, in 12th IEEE International Pulsed Power Conference. Digest of Technical Papers (IEEE, 1999), Vol. 2, p. 673.

Hou, Lei

W. Shi, L. Zhang, H. Gui, Lei Hou, M. Xu, and G. Qu, Appl. Phys. Lett. 102, 154106 (2013).
[CrossRef]

Karabegovic, A.

A. Karabegovic, R. M. O’Connell, and W. C. Nunnally, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 16, 1011 (2009).
[CrossRef]

Knox, W.

G. Mourou and W. Knox, Appl. Phys. Lett. 35, 492 (1979).
[CrossRef]

Lee, B. J.

K. Frank, B. J. Lee, I. Petzenhauser, and H. Rahaman, in 2007 16th IEEE International Pulsed Power Conference (IEEE, 2007), Vol. 1, p. 432.

Lee, C. H.

E. E. Funk and C. H. Lee, IEEE Trans. Microw. Theor. Tech. 44, 2039 (1996).
[CrossRef]

Leveque, P.

S. El Amari, A. De Angelis, D. Arnaud-Cormos, V. Couderc, and P. Leveque, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 673 (2011).
[CrossRef]

Liu, Z.

W. Shi, L. Tian, Z. Liu, L. Zhang, and Z. Zhang, Appl. Phys. Lett. 92, 043511 (2008).
[CrossRef]

Loubriel, G. M.

S. F. Glover, F. J. Zutavern, M. E. Swalby, M. J. Cich, G. M. Loubriel, A. Mar, and F. E. White, IEEE Trans. Plasma Sci. 38, 2701 (2010).
[CrossRef]

J. A. Gaudet, M. C. Skipper, M. D. Abdalla, S. M. Ahem, S. P. Romero, A. Mar, F. J. Zutavem, G. M. Loubriel, M. W. O’Malley, and W. D. Helgeson, Proc. SPIE 4031, 121 (2000).
[CrossRef]

G. M. Loubriel, J. F. Aurand, G. J. Denison, L. F. Rinehart, D. J. Brown, F. J. Zutavern, A. Mar, M. W. O’Malley, W. D. Helgeson, and L. Carin, in 12th IEEE International Pulsed Power Conference. Digest of Technical Papers (IEEE, 1999), Vol. 2, p. 673.

Mar, A.

S. F. Glover, F. J. Zutavern, M. E. Swalby, M. J. Cich, G. M. Loubriel, A. Mar, and F. E. White, IEEE Trans. Plasma Sci. 38, 2701 (2010).
[CrossRef]

J. A. Gaudet, M. C. Skipper, M. D. Abdalla, S. M. Ahem, S. P. Romero, A. Mar, F. J. Zutavem, G. M. Loubriel, M. W. O’Malley, and W. D. Helgeson, Proc. SPIE 4031, 121 (2000).
[CrossRef]

G. M. Loubriel, J. F. Aurand, G. J. Denison, L. F. Rinehart, D. J. Brown, F. J. Zutavern, A. Mar, M. W. O’Malley, W. D. Helgeson, and L. Carin, in 12th IEEE International Pulsed Power Conference. Digest of Technical Papers (IEEE, 1999), Vol. 2, p. 673.

Mourou, G.

G. Mourou and W. Knox, Appl. Phys. Lett. 35, 492 (1979).
[CrossRef]

Nunnally, W. C.

A. Karabegovic, R. M. O’Connell, and W. C. Nunnally, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 16, 1011 (2009).
[CrossRef]

O’Connell, R. M.

A. Karabegovic, R. M. O’Connell, and W. C. Nunnally, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 16, 1011 (2009).
[CrossRef]

O’Malley, M. W.

J. A. Gaudet, M. C. Skipper, M. D. Abdalla, S. M. Ahem, S. P. Romero, A. Mar, F. J. Zutavem, G. M. Loubriel, M. W. O’Malley, and W. D. Helgeson, Proc. SPIE 4031, 121 (2000).
[CrossRef]

G. M. Loubriel, J. F. Aurand, G. J. Denison, L. F. Rinehart, D. J. Brown, F. J. Zutavern, A. Mar, M. W. O’Malley, W. D. Helgeson, and L. Carin, in 12th IEEE International Pulsed Power Conference. Digest of Technical Papers (IEEE, 1999), Vol. 2, p. 673.

Petzenhauser, I.

K. Frank, B. J. Lee, I. Petzenhauser, and H. Rahaman, in 2007 16th IEEE International Pulsed Power Conference (IEEE, 2007), Vol. 1, p. 432.

Qu, G.

W. Shi, L. Zhang, H. Gui, Lei Hou, M. Xu, and G. Qu, Appl. Phys. Lett. 102, 154106 (2013).
[CrossRef]

Rahaman, H.

K. Frank, B. J. Lee, I. Petzenhauser, and H. Rahaman, in 2007 16th IEEE International Pulsed Power Conference (IEEE, 2007), Vol. 1, p. 432.

Rinehart, L. F.

G. M. Loubriel, J. F. Aurand, G. J. Denison, L. F. Rinehart, D. J. Brown, F. J. Zutavern, A. Mar, M. W. O’Malley, W. D. Helgeson, and L. Carin, in 12th IEEE International Pulsed Power Conference. Digest of Technical Papers (IEEE, 1999), Vol. 2, p. 673.

Romero, S. P.

J. A. Gaudet, M. C. Skipper, M. D. Abdalla, S. M. Ahem, S. P. Romero, A. Mar, F. J. Zutavem, G. M. Loubriel, M. W. O’Malley, and W. D. Helgeson, Proc. SPIE 4031, 121 (2000).
[CrossRef]

Schoenberg, J. H.

J. H. Schoenberg, J. W. Burger, J. S. Tyo, M. D. Abdalla, M. C. Skipper, and W. R. Buchwald, IEEE Trans. Plasma Sci. 25, 327 (1997).
[CrossRef]

Shi, W.

W. Shi, L. Zhang, H. Gui, Lei Hou, M. Xu, and G. Qu, Appl. Phys. Lett. 102, 154106 (2013).
[CrossRef]

W. Shi, L. Tian, Z. Liu, L. Zhang, and Z. Zhang, Appl. Phys. Lett. 92, 043511 (2008).
[CrossRef]

Skipper, M. C.

J. A. Gaudet, M. C. Skipper, M. D. Abdalla, S. M. Ahem, S. P. Romero, A. Mar, F. J. Zutavem, G. M. Loubriel, M. W. O’Malley, and W. D. Helgeson, Proc. SPIE 4031, 121 (2000).
[CrossRef]

J. H. Schoenberg, J. W. Burger, J. S. Tyo, M. D. Abdalla, M. C. Skipper, and W. R. Buchwald, IEEE Trans. Plasma Sci. 25, 327 (1997).
[CrossRef]

Swalby, M. E.

S. F. Glover, F. J. Zutavern, M. E. Swalby, M. J. Cich, G. M. Loubriel, A. Mar, and F. E. White, IEEE Trans. Plasma Sci. 38, 2701 (2010).
[CrossRef]

Tian, L.

W. Shi, L. Tian, Z. Liu, L. Zhang, and Z. Zhang, Appl. Phys. Lett. 92, 043511 (2008).
[CrossRef]

Tyo, J. S.

J. H. Schoenberg, J. W. Burger, J. S. Tyo, M. D. Abdalla, M. C. Skipper, and W. R. Buchwald, IEEE Trans. Plasma Sci. 25, 327 (1997).
[CrossRef]

White, F. E.

S. F. Glover, F. J. Zutavern, M. E. Swalby, M. J. Cich, G. M. Loubriel, A. Mar, and F. E. White, IEEE Trans. Plasma Sci. 38, 2701 (2010).
[CrossRef]

Xu, M.

W. Shi, L. Zhang, H. Gui, Lei Hou, M. Xu, and G. Qu, Appl. Phys. Lett. 102, 154106 (2013).
[CrossRef]

Zhang, L.

W. Shi, L. Zhang, H. Gui, Lei Hou, M. Xu, and G. Qu, Appl. Phys. Lett. 102, 154106 (2013).
[CrossRef]

W. Shi, L. Tian, Z. Liu, L. Zhang, and Z. Zhang, Appl. Phys. Lett. 92, 043511 (2008).
[CrossRef]

Zhang, Z.

W. Shi, L. Tian, Z. Liu, L. Zhang, and Z. Zhang, Appl. Phys. Lett. 92, 043511 (2008).
[CrossRef]

Zutavem, F. J.

J. A. Gaudet, M. C. Skipper, M. D. Abdalla, S. M. Ahem, S. P. Romero, A. Mar, F. J. Zutavem, G. M. Loubriel, M. W. O’Malley, and W. D. Helgeson, Proc. SPIE 4031, 121 (2000).
[CrossRef]

Zutavern, F. J.

S. F. Glover, F. J. Zutavern, M. E. Swalby, M. J. Cich, G. M. Loubriel, A. Mar, and F. E. White, IEEE Trans. Plasma Sci. 38, 2701 (2010).
[CrossRef]

G. M. Loubriel, J. F. Aurand, G. J. Denison, L. F. Rinehart, D. J. Brown, F. J. Zutavern, A. Mar, M. W. O’Malley, W. D. Helgeson, and L. Carin, in 12th IEEE International Pulsed Power Conference. Digest of Technical Papers (IEEE, 1999), Vol. 2, p. 673.

Appl. Phys. Lett. (3)

G. Mourou and W. Knox, Appl. Phys. Lett. 35, 492 (1979).
[CrossRef]

W. Shi, L. Tian, Z. Liu, L. Zhang, and Z. Zhang, Appl. Phys. Lett. 92, 043511 (2008).
[CrossRef]

W. Shi, L. Zhang, H. Gui, Lei Hou, M. Xu, and G. Qu, Appl. Phys. Lett. 102, 154106 (2013).
[CrossRef]

IEEE Photon. Technol. Lett. (1)

S. El Amari, A. De Angelis, D. Arnaud-Cormos, V. Couderc, and P. Leveque, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 673 (2011).
[CrossRef]

IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. (1)

A. Karabegovic, R. M. O’Connell, and W. C. Nunnally, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 16, 1011 (2009).
[CrossRef]

IEEE Trans. Microw. Theor. Tech. (1)

E. E. Funk and C. H. Lee, IEEE Trans. Microw. Theor. Tech. 44, 2039 (1996).
[CrossRef]

IEEE Trans. Plasma Sci. (2)

J. H. Schoenberg, J. W. Burger, J. S. Tyo, M. D. Abdalla, M. C. Skipper, and W. R. Buchwald, IEEE Trans. Plasma Sci. 25, 327 (1997).
[CrossRef]

S. F. Glover, F. J. Zutavern, M. E. Swalby, M. J. Cich, G. M. Loubriel, A. Mar, and F. E. White, IEEE Trans. Plasma Sci. 38, 2701 (2010).
[CrossRef]

Proc. SPIE (1)

J. A. Gaudet, M. C. Skipper, M. D. Abdalla, S. M. Ahem, S. P. Romero, A. Mar, F. J. Zutavem, G. M. Loubriel, M. W. O’Malley, and W. D. Helgeson, Proc. SPIE 4031, 121 (2000).
[CrossRef]

Other (2)

K. Frank, B. J. Lee, I. Petzenhauser, and H. Rahaman, in 2007 16th IEEE International Pulsed Power Conference (IEEE, 2007), Vol. 1, p. 432.

G. M. Loubriel, J. F. Aurand, G. J. Denison, L. F. Rinehart, D. J. Brown, F. J. Zutavern, A. Mar, M. W. O’Malley, W. D. Helgeson, and L. Carin, in 12th IEEE International Pulsed Power Conference. Digest of Technical Papers (IEEE, 1999), Vol. 2, p. 673.

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (4)

Fig. 1.
Fig. 1.

Schematic diagram of the lateral PCSS.

Fig. 2.
Fig. 2.

Testing experimental setup of GaAs PCSSs.

Fig. 3.
Fig. 3.

Pair of linear current waveform of PCSSs at 0.6 kV. The inset is the full waveform.

Fig. 4.
Fig. 4.

Jitter time of the GaAs PCSS under different the trigger laser pulse widths.

Equations (11)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

Δti=t1t2,
Δts=i=1n(Δtit¯)2/n,
Δts2=Δtj12+Δtj22,
Δtj=22Δts,
f(ΔI)=12π(ΔIRMS)2exp(ΔI22ΔIRMS2),
S=ΔIΔt,
f(Δt)=12π(ΔIRMS)2s2exp(Δt22ΔIRMS2S2).
ΔtRMS=ΔIRMSS=ΔIRMS(ΔI/Δt).
I=ei=1NViN¯ev¯+ei=1N¯(viv¯)+ev¯(NN¯),
ΔI=II¯=ei=1N¯(viv¯)+ev¯(NN¯),
ΔNΔE,

Metrics