多道干涉仪测量托卡马克等离子体电子密度

一、引 言 在目前托卡马克等离子体诊断中,采用垂直多道干涉仪测量等离子体电子密度时,由于等离子体水平位移的影响,使得测量信号在沿大环半径方向的分布是非对称的。这就要求采用非对称的Abel变换来给出等离子体电子密度的空间分布。一种常用的非对称Abel变换是分离变量法,它的基本思想是把测量信号分成对称元和非对称的权函数,对称部分采用标准的Abel变换,变换的结果乘上非对称的权函数。这种方法实际上是假定了等离子体电子密度弦积分值的不对称性与局部的不对称性是相同的;而且对称部分采用标准的Abel变换,如Barr的方法,Bockasten方法等。这些方法是把等离子体看成一个个同心圆,没有考虑到等离子体水平位移引起的弦长变化。本文采用一种新的变换方法,这种方法的特点是考虑到等离子体位移的实际情况。     

多道HCN激光干涉仪在HL－1装置上的电子密度分布测量

本文描述了为测量ＨＬ－１装置电子密度分布而研制的多道远红外（ＦＩＲ）激光干涉仪系统及其特点。首次对装置在弹丸加料以及拉瓦尔（Ｌａｖａｌ）超声分子束注入实验条件下的等离子体电子密度时－空分布进行了观测和初步分析。同时，介绍一种处理密度相移信号的新方法。     

多道HCN激光干涉仪在HL—1装置上的电子密度分布测量

本文描述了为测量ＨＬ－１装置电子密度分布而研制的多道远红外激光干涉仪系统及其特点，首次对装置在弹丸加料以及拉瓦尔超声分子束注入实验条件下的等离子体电子密度时－空分布进行了观测和初步分析，同时，介绍一种处理密度相移信号的新方法。     

用于KT-5C托卡马克等离子体电子密度测量的多道HCN激光干涉仪

等离子体的电子密度是聚变等离子体研究中的重要参数。一般采用探测电磁波通过等离子体后产生的相移来求等离子体的电子密度,等离子体引起的相移△(?)与探测弦线上的线积分电子密度n_e有如下的关系:     

HT－6M托卡马克等离子体电子密度分布研究

根据等离子体电子密度诊断原理，建立了七道远红外ＨＣＮ激光干涉仪。用电子密度分布特征参数研究了ＨＴ－６Ｍ托卡马克上的边界欧姆加热（ＥＯＨ）、抽气限制器（ＰｕｍｐｉｎｇＬｉｍｉｔｅｒ）和离子回旋共振加热（ＩＣＲＨ）实验中的密度分布变化规律和约束特性。对于ＨＴ－６Ｍ托卡马克装置欧姆放电，密度分布特征参数ｕ约为１．１～１．３；约束改善的放电模式，ｕ上升到１．８～２．０，电子密度分布展宽；当密度分布特征多数ｕ≤０．９时，密度分布峰化，这是大破裂的先兆。     

激光大气等离子体的电子密度空间分布特性研究

利用Nd∶YAG激光器产生的1.06 μm激光束(脉冲能量为500 mJ,脉冲宽度为10 ns, 重复频率30 Hz)聚焦击穿大气形成长约为8 cm、最大直径为5 cm的激光大气等离子体柱,用光谱测量的方法,分别沿平行于激光束方向和垂直于激光束方向探测该等离子体柱的空间分辨光谱,并由此反演得出电子密度空间分布特性。实验结果表明,激光大气等离子体中各种离子和电子呈橄榄形分布,沿激光束方向不对称,而垂直激光束方向对称分布,最大电子密度为1018 cm-3。文章还探讨了激光大气等离子体中处在不同状态的各种原子、分子和离子在空间的分布特性,为进一步揭示激光大气等离子体的微观空间分布规律提供了实验依据。     

HT-7五道HCN激光干涉仪光学元件的设计

介绍了电磁波在等离子体中的传播以及用外差干涉的方法测量托卡马克装置等离子体电子密度的原理。详细讨论了在 HT- 7超导托卡马克上用于密度诊断测量的五道 HCN激光干涉仪光路的主要光学元件 ,如各类分束片、托卡马克密度诊断窗口的尺寸和厚度的设计以及光学材料的选择 ,并在实验中得到了很好的结果 ,验证了设计的合理性和准确性。五道的位置分别为沿小环圆截面 - 2 0 cm、- 10 cm、0 cm、+ 10 cm、+ 2 0 cm。     

软X射线激光偏折法测量激光等离子体电子密度分布

利用脉宽约为50ps的类镍银139nm软X射线激光作为探针,探测由脉宽80ps的驱动激光打C8H8靶产生的等离子体在1ns后的电子密度分布信息,获得了清晰的莫尔条纹图像.对结果的处理,给出了峰值电子密度为11×1021cm-3,并对在靶面附近莫尔条纹的消失现象作了初步解释 关键词： 软X射线激光探针 莫尔条纹 等离子体电子密度     

用发射光谱测量激光等离子体的电子温度与电子密度

本文研究以Ａｒ为缓冲气体，用Ｎｄ：ＹＡＧ激光烧蚀固体表面的等离子体。用光学多道分析仪测量了等离子体的时间分辨发射光谱，用一组ＭｎＩ谱线的相对强度计算了激光等离子体的电子温度，根据ＭｇＩ和Ａ１Ｉ谱线的Ｓｔａｒｋ展宽计算了等离子体的电子密度。     

Measurement of electron density profiles on HT-6M tokamak by 7-channel FIR HCN laser interferometer

Electron density measurements are periormed on HT-6M tokamak using a 7 channel Far-Infrared HCN laser interferometer. From the measured line integrals--7 channel phase shifts the electron density profile is reconstructed by a fit procedure. Results were tested by comparison to Abel inverted. Some recent interesting experimental results were reported.     

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利用EAST装置单道远红外HCN激光干涉仪测量了等离子体中心道(R=1.82m)线平均电子密度。通过充气加料连续提升主等离子体密度,首次在EAST装置上观察到偏滤器等离子体的三种不同状态：低再循环(偏滤器靶板处等离子体温度较高,密度较低),高再循环(偏滤器靶板处等离子体温度较低,密度较高)和脱靶(偏滤器靶板处等离子体温度和密度都很低)等离子体状态。分析了EAST偏滤器在这三种不同状态下的物理现象。     

EAST远红外激光干涉仪与密度爬升实验研究

利用EAST装置单道远红外HCN激光干涉仪测量了等离子体中心道(R=1.82m)线平均电子密度。通过充气加料连续提升主等离子体密度,首次在EAST装置上观察到偏滤器等离子体的三种不同状态：低再循环(偏滤器靶板处等离子体温度较高,密度较低),高再循环(偏滤器靶板处等离子体温度较低,密度较高)和脱靶(偏滤器靶板处等离子体温度和密度都很低)等离子体状态。分析了EAST偏滤器在这三种不同状态下的物理现象。     

HT－6M托卡马克等离子体电子密度分布研究

根据等离子体电子密度诊断原理，建立了七道远红外ＨＣＮ激光干涉仪。用电子密度分布特征参数研究了ＨＴ－６Ｍ托卡马克上的边界欧姆加热（ＥＯＨ）、抽气限制器（ＰｕｍｐｉｎｇＬｉｍｉｔｅｒ）和离子回旋共振加热（ＩＣＲＨ）实验中的密度分布变化规律和约束特性。对于ＨＴ－６Ｍ托卡马克装置欧姆放电，密度分布特征参数ｕ约为１．１～１．３；约束改善的放电模式，ｕ上升到１．８～２．０，电子密度分布展宽；当密度分布特征多数ｕ≤０．９时，密度分布峰化，这是大破裂的先兆。     

用离焦4f差分干涉仪测量等离子体壳层电子密度

将环型横向剪切干涉仪置于两个镜头之间,由此设计出一种新型的离焦4f差分干涉仪,该干涉仪同时具有分离光路的剪切量和条纹空间频率分别可调的优点以及共光路结构的稳定性和易于调节的优点,使得在测量大密度梯度等离子体的密度分布时,可以在不降低空间分辨率的条件下仍保证干涉条纹可读。在DPF装置上进行了实验,获得了等离子体壳层的干涉图样,计算了等离子体的径向电子密度分布,在内电极端面上方测量到的最高电子密度约为1.2×1019 cm-3,外围等离子体壳层的电子密度约为2×1018 cm-3。     

A vibrationally compensated far infrared laser interferometer for plasma density measurements

A modulated far-infrared laser interferometer which is presently operating on the PDX experiment at Princeton is described. The interferometer geometry permits the characterization of inside D, outside D as well as circular discharges. To achieve this versatility, a titanium corner cube reflector, mounted inside the PDX vacuum vessel is used in conjunction with a second visible wavelength interferometer for vibration corrections. In addition, the use of room temperature quasi-optical Schottky diodes in the far-infrared interferometer is reported. The minimum detectable line average density of the system is 5×10¹¹ cm^–3.     

利用x射线激光干涉诊断等离子体电子密度

x射线激光探针干涉方法是诊断高温高密度激光等离子体电子密度等信息的重要工具.利用神光Ⅱ装置输出激光驱动的类镍-银x射线激光作为探针，成功地进行了马赫-曾德尔干涉法诊断实验，获得了清晰的包含等离子体信息的动态干涉条纹图像，并据此给出了待测C8H8等离子体临界面附近电子密度的空间分布. 关键词： 等离子体电子密度诊断 x射线激光 马赫-曾德尔干涉仪     

两级喇曼压缩系统配偏振干涉仪诊断等离子体电子密度

在星光Ⅱ铷玻璃激光装置上,采用两级喇曼压缩系统产生的波长为308 nm的紫外光作为探针束,配合Nomarski偏振干涉仪对金平面靶冕区激光等离子体进行诊断。308 nm光具有波长短、亮度高、脉冲时间短、相干性好的优点,作为探针束诊断冕区产生的等离子体电子密度,可以与高功率激光装置打靶激光同步,实现有效地脉冲压缩,同时避免等离子体中谐波分量的干扰。实验获得了308 nm紫外探针光偏振干涉条纹图,在研究Abel反演算法的基础上,利用自行研制的基于Windows操作系统的实验数据处理软件,对实验数据进行了处理和分析,得到了冕区等离子体电子密度的空间分布。结果表明：两级喇曼压缩系统配偏振干涉能有效抑制主束谐波影响,以更高时间分辨测量等离子体的更高密度区域。     

Submillimeter laser interferometer for high density plasma diagnostic

There are presented the results of investigation of the one-channel homodyne laser interferometer =119 µm made on the basis of the hollow dielectric beamguide and quasioptical functional devices. The interferometer is designed for determination of the plasma electron density of the TOKAMAK-7. The density response threshold is 0.7% from the expected plasma density and the phase difference measurement total error is 5°     

飞秒强激光作用下线性等离子体层中光场和电子密度的自洽分布

自洽求解了圆偏振的飞秒强激光作用下线性等离子体层中光场和电子密度的分布.研究发现在激光有质动力的作用下，电子密度分布严重偏离离子密度分布，甚至出现了一系列的“电子岛”和“电子空腔”.由于电荷分离，等离子体内形成了很强的静电场，一部分激光能量转化为等离子体内的静电能.线性等离子体层储存静电能的大小随着入射激光强度的增加而显著上升. 关键词： 飞秒激光 相对论等离子体 电子密度 有质动力