HL-2A第一镜挡板防护效果模拟

如何提高第一镜防护效果是目前托卡马克装置急需解决的问题之一,防护挡板是减轻第一镜表面杂质再沉积的很有效方法.为了研究挡板的防护效果,根据HL-2A装置的具体情况,采用蒙特卡罗方法建立了粒子在第一镜上再沉积的物理模型,模拟了不同情况下粒子在第一镜上的再沉积情况,包括无挡板情况和加锥形挡板情况.和实验结果进行了比较,从而验证了该模型的正确性.这为有效改善第一镜防护效果提供了理论依据. 关键词： 第一镜 再沉积 挡板 蒙特卡罗方法     

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2010年春季对安装在EAST抽气、硼化和限制器等所在的不同窗口的不锈钢、钨、钼等三种金属第一镜样品进行辐照实验,以初步研究等离子体辐照对第一镜光学特性的影响。辐照后,样品表面出现明显杂质沉积层,沉积层导致第一镜光学特性严重恶化。因此,对第一镜安装有效的保护装置以屏蔽杂质沉积,或应用第一镜原位清洗技术是必要的。     

HL-2A装置第一镜的辐照实验和防护模拟

聚变装置中面对等离子体的光学诊断设备的反射镜或收集镜称为第一镜。随着装置尺寸和运行参数的提高，特别是ITER装置运行指标的确认，第一镜的寿命和光学性能将由于高能中子和伽玛射线辐照而面临巨大的挑战。第一镜镜面光学性能的退化主要来自两个对立的过程：一是镜面材料的刻蚀，另一个是粒子在镜面的再沉积。究竟哪个因素起决定作用，需要现在运行的聚变装置实验的证实。在2001年以前，人们研究的重点主要集中在材料的实验室环境模拟和小型的实验室实验。最近，TEXTOR，JET等聚变装置开始将第一镜样品放入真空室并开始研究和分析真实等离子体放电环境对第一镜光学性能的影响。但是如何保护第一镜，延长第一镜的工作寿命仍然是一个迫切需要解决的问题。本文将报告第一镜在HL-2A装置上的辐照和防护实验结果。     

相变制冷复合镜研究

 提出一种新的复合式腔镜结构,利用硅镜（钼镜）和铜镜的优点,避免它们的缺点,可以有效地减小热畸变。对钼、铜复合镜作了与硅镜的对比实验。实验结果表明钼、铜复合镜的热畸变比硅镜的约小一半。     

相变制冷复合镜研究

提出一种新的复合式腔镜结构,利用硅镜(钼镜)和铜镜的优点,避免它们的缺点,可以有效地减小热畸变.对钼、铜复合镜作了与硅镜的对比实验.实验结果表明钼、铜复合镜的热畸变比硅镜的约小一半.     

相变制冷复合镜研究

提出一种新的复合式腔镜结构,利用硅镜(钼镜)和铜镜的优点,避免它们的缺点,可以有效地减小热畸变.对钼、铜复合镜作了与硅镜的对比实验.实验结果表明钼、铜复合镜的热畸变比硅镜的约小一半.     

超轻超薄反射镜加工工艺研究

介绍了国内外在超薄镜加工工艺方面的研究现状,在对已有的加工工艺改进的基础上进行了超薄镜加工工艺的实验研究,获得了预期中的实验结果,发现超薄镜下盘后由于应力释放而产生的形变主要来自像散,在主动调节中应注意对其进行校正。对超薄镜加工工艺实验研究中所获得的一系列经验进行了总结。     

用于第一镜表面的金属玻璃薄膜研究

为解决大口径非晶金属第一镜实现难题,在研究块体金属玻璃Co61.2B26.2Si7.8Ta4.8材料基础上,采用金属玻璃块体材料制作拼接成溅射靶材,通过非平衡磁控溅射镀膜方法,实现了Co61.2B26.2Si7.8Ta4.8非晶金属薄膜第一镜。研究结果表明:通过成分设计及合成靶材的设计,能够实现与块体金属玻璃具有相同光学特性的非晶薄膜第一镜;通过Cr成分改进,能够进一步提高非晶金属薄膜第一镜在可见光波段的光谱反射率。     

后腔镜对掺镱双包层光纤激光器输出特性影响研究

使用国产掺镱双包层光纤搭建了双包层激光器实验系统.将透射率不同的反射镜作为后腔镜进行了激光器输出激光光谱和功率测量.根据激光器数学模型和增益理论,分析了实验中后腔镜参量对激光器输出特性的影响,并深入讨论了后腔镜透射率与激光器输出波长之间的关系.实验表明：后腔镜与激光器输出激光功率和波长紧密联系,通过调节后腔镜的透射率可以优化系统的输出激光特性.     

钛宝石激光器中用优化Gires-Tournois镜产生15 fs脉冲

根据飞秒脉冲锁模钛宝石激光器脉冲压缩的要求,介绍了负色散镜补偿色散的基本原理及其特点。详细阐述了优化Gires-Tournois(OG-T)镜的设计过程,并通过计算机优化得到理想设计膜系。采用离子束溅射的方法镀制了优化Gires—Tournois镜。测量了优化Gires-Tournois镜(编号为OGT#1)的透射率和群延迟色散,并与设计值进行了比较,分析了实测值产生偏差的原因,从而对镀膜参量进行了相应的调整,制造了第二批优化Gires—Tournois镜(编号为OGT#2)。将优化Gires—Tournois镜用于钛宝石激光器振荡级内,单程5次通过三个优化Gires-Tournois镜,补偿了激光器腔内色散,实现了飞秒锁模脉冲运转。用OGT#1先进行了实验,获得32fs的脉冲和46nin的光谱宽度。用调整参量后的OGT#2进行了实验,获得了15fs的超短脉冲和91nm的光谱宽度。实验很好的验证了负色散镜补偿色散的优点,为国内啁啾镜的研制创造了条件。     

Investigation of the First Mirror on Tokamak

The study progress of NNSF in 2006 has been presented in this paper. The aim and plan of this item have been described briefly. Three test mirror exposure experiments have been done in this year. The main components of the deposited materials on the first mirror are carbon and iron analyzed by AES. The first mirror is polluted easier during glow discharge and wall processing than omhic discharge.     

傅里叶望远镜外场实验与结果分析

为了分析外场环境因素对傅里叶望远镜成像质量的影响和验证成像过程不受下行链路大气扰动影响的特点,开展了傅里叶望远镜外场实验研究.外场实验在室内实验的发射光学系统的基础上增加了主镜、次镜和会聚透镜组对目标散射光进行3次会聚仿真实际系统的成像过程,同时将目标与主镜、主镜与次镜分别拉开100 m距离验证成像系统不受下行链路大气...     

应用于ICF实验的软X射线平面镜反射率

在北京同步辐射装置上,通过对应用于惯性约束聚变（ICF）实验的平面镜反射率的进一步研究,提高了辐射温度的测量精度。进行了对软X射线平面镜反射率的测量、反射镜的清洗、反射率的模拟计算,证明影响反射率变化的主要因素是平面镜的安装角度和沾污。实验结果表明:平面镜的沾污主要来源于ICF实验中的油沾污,采用射频辉光放电清洗非常有效。     

基于特征值灵敏度分析的超高速摄影仪转镜设计

利用数值分析方法,通过建立转镜特征值灵敏度分析模型,根据模态分析计算生成转镜特征值灵敏度循环执行文件,选用Monte Carlo法拉丁超立方抽样对转镜结构尺寸参数在其概率密度分布函数内进行抽样计算,统计分析得到反应转镜结构尺寸与特征值之间的Spearman秩相关系数。根据数值分析结果,修改镜体外接圆半径,并对修改前后的转镜分别进行模态数值分析和试验,结果显示转镜1阶模态增大101.8%,1阶临界转速达到8.7105 r/m,说明根据转镜特征值灵敏度数值分析结果优化转镜结构尺寸是一种实用、有效的方法。     

基于动力学性能的超高速摄影仪转镜的设计

为探索超高速摄影仪转镜的设计,提出了系统性的转镜动力学性能设计理论和方法。结合静力学和动力学理论,利用有限元分析软件对初始设计的转镜进行静强度、模态、谐响应、固有频率灵敏度进行数值分析,并对数值分析结果进行试验验证,根据分析结果反复修改相应的转镜的结构尺寸并设计新的转镜,对新设计的转镜进行交变力疲劳分析和试验。结果发现,初始设计转镜的最大应力小于转镜材料的屈服强度,转镜不会出现静强度失效;转镜一阶临界转速落在工作转速以内,其动力学特性不满足要求;镜体外接圆半径与转镜的固有频率负相关且相关程度最高;新转镜的一阶固有频率从459.4 Hz增大到713.6 Hz,变化率55.3%,转镜的一阶临界转速达到42 816 r/min,成功地避开了共振点,且疲劳强度满足设计要求。     

傅里叶望远镜外场实验与结果分析

为了分析外场环境因素对傅里叶望远镜成像质量的影响和验证成像过程不受下行链路大气扰动影响的特点,开展了傅里叶望远镜外场实验研究.外场实验在室内实验的发射光学系统的基础上增加了主镜、次镜和会聚透镜组对目标散射光进行3次会聚仿真实际系统的成像过程,同时将目标与主镜、主镜与次镜分别拉开100 m距离验证成像系统不受下行链路大气扰动影响的特点.实验利用胶片打印的2种不同的卫星图片作为目标,获得了Strehl值分别为0.44、0.39的无大气扰动的外场重构图像和Strehl值分别为0.43、0.38的含大气扰动的外场重构图像.通过比较外场重构图像与室内重构图像的Strehl值,得出发射光学系统中光束的振动对成像有较大影响.分析发现无大气扰动外场重构图像与含大气扰动外场重构图像的Strehl值相近,从而验证傅里叶望远镜成像过程不受下行链路大气扰动的影响.     

Experimental determination of diffraction losses in a near-hemispherical resonator

For the TEM₀₀ mode in a near-hemispherical resonator with variable mode-selecting aperture, we have investigated the diffraction losses versus mirror spacing. The experiments are done with a low gain 633 nm He-Ne laser and two situations are considered. At first the aperture is located at the concave mirror and the experimental values agree very well with those computed by Li for a passive cavity. Then the aperature is placed near the active medium and discrepancies are observed between the experimental results and the proposals of various authors.     

Do magnetic fields prevent mirror particles from entering the galactic disk?

Recently it has been suggested that magnetic fields prevent mirror particles from entering the galactic disk, thereby disfavouring the mirror dark matter explanation of the dark matter direct detection experiments. We show that mirror particle self interactions will typically randomize the directions of heavy mirror particles on length scales much shorter than their gyroradius. This means that heavy mirror particles are free to enter the galactic disk and consequently mirror dark matter remains consistent with all experiments and observations.