功率放大器在研究所的五类前沿实验全景

功率放大器是科研院所的“万能电源”，它能放大信号又不让波形走样，于是各学科都把最“耗电”的实验交给了它。以下从五个热门方向，梳理当前研究所用功率放大器正在开展的典型实验场景，并穿插实际案例，方便一目了然。

图：功率放大器在纳米晶软磁材料高频磁特性测量中的应用

一、材料极化与磁学：把微观“旋转”变成宏观信号

铁电薄膜极化：上位机输出锯齿波，经高压功率放大器放大到±2kV后加在PZT样品上，测得电滞回线，矫顽场强、剩余极化强度一次到位。

高频软磁损耗：用功率放大器驱动纳米晶磁环，通过B-H分析仪给出复磁导率频散曲线，为无线充电磁芯选型提供依据。

二、水声与超声：让“听不见”的声音看得见

水下波达角测量：信号源产生40kHz高斯脉冲，功率放大器补足200W峰值，驱动换能器在水槽中形成平面波；激光折射叠加PSD四象限探测器，实现0.1°角度分辨。

声呐超表面：通过高压放大器把连续波馈给换能器阵列，再用扫描水听器记录异常折射声压场，验证“负折射”超构材料设计。

图：功率放大器在电容耦合型无线电能传输系统中的应用

三、无线电能传输：把“空气”变成导线

在电容耦合WPT实验中，功率放大器提供300W正弦激励，保持收发极板间距30cm，实时测量负载电压随接地模式变化曲线，从而验证电路-电磁联合仿真模型。

四、电磁无损检测：裂纹的“多频指纹”

对10mm厚钢板，功率放大器分别输出单频与多频激励，驱动交流漏磁探头扫查；对比发现多频法可把裂纹角度识别误差从±15°降到±5°，并可定量给出深度0.5mm以上缺陷的大小。

图：功率放大器在钢板表面缺陷及交流漏磁测试中的应用

五、生物医学：从细胞膜穿孔到神经调控

聚焦超声血脑屏障开启：射频功率放大器驱动超声换能器，配合微泡造影剂，实现大鼠靶向脑区可逆开孔，提升化疗药物递送效率。

光遗传学LED驱动：直流-宽带功率放大器将任意波形发生器输出的信号提升，精确驱动植入式μLED，完成对神经元毫秒级光刺激。

图：ATA-300/3000系列功率放大器指标参数

从原子尺度到海洋尺度，从纳秒脉冲到稳态连续波，功率放大器已成为现代科研的“能量接口”。

审核编辑 黄宇