HL-2A 装置上动态斯塔克效应偏振仪研究

在HL-2A 装置上发展了两类动态斯塔克效应(MSE)偏振仪并应用于磁场倾斜角的测量。其中被称为比值法的MSE 系统误差可以被控制在±0.15°以内。在HL-2A 装置实验中,利用该方法成功获得7 个空间点、径向覆盖范围为24cm 的磁场倾斜角剖面分布,其时间分辨可达到40ms。应用平衡重建代码(EFIT)结合MSE 测量数据的限定,可以得到安全因子(q)的径向分布,其中q=1 面的位置与软X 射线测量得到锯齿振荡反转面的位置一致。调制法MSE 在标定实验中误差也可控制在±0.15°以内。实验结果表明偏振片透振方向与双光学弹性调制器 (dual PEM)快轴夹角平分线的偏差对系统的线性和误差均有较大的影响。目前,该系统已经建成一个空间通道,测得磁场倾斜角的时间分辨可以达到20ms。     

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介绍了HL-2A装置ECRH系统传输效率的测量方法。通过对MOU、回旋管输出窗口及真空密封窗口吸收功率的测量,得到HL-2A电子回旋系统的传输效率为90％左右。提出了除由MOU处测量微波功率外,可以由传输线的其他部位确定功率的方法。     

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利用多道远红外HCN激光干涉仪实时测量了等离子体中的粒子数增量,首次得到了HL-2A等离子体偏滤器位形和孔栏位形下强场侧和弱场侧SMBI的加料效率,结果与法国Tore Supra装置的SMBI加料效率的范围相一致。     

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用密度调制的方法研究了等离子体中粒子输运问题。采用了注入脉冲式补充送气和超声分子束两种不同的密度调制方法。在HL-2A装置常规欧姆放电的情况下,运用有限差分法和Nagashima矩阵技术,求解了粒子平衡方程。计算出了粒子的输运系数(对流速度v和扩散系数D)。研究了粒子输运系数与等离子体线平均密度之间的关系。实验结果表明,在欧姆放电的情况下,等离子体芯部的粒子对流速度方向始终是向内的,并且密度低时,粒子输运系数(粒子扩散系数D和对流速度v)较大;密度高时,粒子输运系数较小。     

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利用调制送气过程中观察到的冷脉冲传播,研究了在HL-2A装置欧姆放电条件下的电子热输运。从扰动输运方程出发,分析了电子热输运过程,利用在实验中获得的数据,进行了曲线拟合和数值计算,得到了在HL-2A装置欧姆放电条件下强场侧电子热输运系数的分布特征为χ=15-14(1-r2)2m2.s-1。     

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HL-2A装置实验高性能计算系统共有130个CPU,配置了多种工具软件和程序编译器;系统峰值性能为每秒7680亿次浮点运算,并且具有很好的可管理性与可扩展性。以此为基础开展了程序调优研究,HL-2A装置实验应用研究,并取得了进展。     

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根据基尔霍夫电律和牛顿力学,推导出了HL-2A等离子体平衡响应线性模型。基于matlab/simulink仿真平台并利用HL-2A装置历史实验数据,对等离子体响应模型进行了仿真分析。结果表明,此响应模型能够较好地反映极向场线圈电压与等离子体参数、磁通、磁场等物理量之间的关系,可以作 HL-2M装置位形控制器的研究设计基础。     

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介绍了HL-2A装置NBI系统的多极会切场桶式离子源灯丝电阻特性的实验结果,运用一维数值模型对灯丝稳态温度分布进行了数值计算.在不起弧时,计算了不同灯丝加热电流下的灯丝温度分布和对应的灯丝电阻.在起弧时,通过灯丝表面的等离子体鞘层近似,计算了灯丝电源输出电流为120A时不同弧流下的灯丝温度分布及灯丝电阻,给出了钨灯丝熔化对应的极限弧放电电流.最后,分析讨论了计算结果与实验测量结果的偏差.     

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用低杂波鉴相器对相位测量系统各通道经进行了相位校准,得到了各通道的相位电压关系曲线,并进行了线性拟合,线性拟合误差小于3°;推导出了相位电压关系表达式,与校准得到的相位电压曲线相比平均误差小于0.7°。该系统已成功用于HL-2A装置低杂波实验,对4支速调管的输出相位进行了测量,并得到了放电过程中相位随阴极高压波动的曲线,得出了阴极电压波动2.2%引起相位波动13.8°的结论。     

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采用了新的放电方案,消除了环向场对磁测量的影响。通过修改信号调理电路,解决了积分器不能响应磁通快速变化的问题;通过改进磁测量的标定方法,在准确标定磁通和极向磁探针测量的同时,有效地标定了径向磁探针的测量信号。输入这些有效标定数据后,EFIT能快速收敛,获得了准确可靠的位形重建结果,与探针、氢阿尔法和CCD等诊断结果很好符合。同时介绍了自行研制的sFIT位形重建代码,该代码得到的位形重建结果,与EFIT反演结果一致。     

EAST多道运动斯塔克效应诊断光谱分析

通过对多道运动斯塔克(MSE)系统测得的EAST等离子体中Dα谱线的拟合,获得了Stark分裂谱分量的间距,从而得到等离子体的磁场强度分布,并与线圈电流产生的磁场进行了比较,偏差约为5%。     

EAST运动斯塔克效应诊断数据处理中GPU并行化加速算法的研究

在EAST装置单道运动斯塔克效应(MSE)诊断系统数据处理中,采用CPU(中央处理器)+GPU(图形处理器)异构化模型,实现了数字谐波分析(DHA)算法的并行化加速计算。由CPU完成数据的加载及简单的数学计算,由GPU实现DHA算法的傅里叶正、逆变换及滤波等并行化计算,与串行算法相比,获得了2000倍以上的加速,可以满足MSE诊断实验期间及时数据处理的要求。     

一维氢原子的斯塔克效应

用定态微扰理论计算了一维氢原子在均匀外电场中的斯塔克效应,并给出了一级、二级能级修正的普遍公式。     

基于NH2D气体斯塔克效应的光学双稳态

报道一种由NH_2D气体斯塔克盒和光电反馈控制回路构成的无腔镜光学双稳装置.实验中观测了该装置的光学双稳性,实验结果与理论分析相一致.     

The optical Stark effect in semiconductor quantum wires

A new approach for controlling the optical emission wavelength of semiconductor quantum wires is proposed. The wavelength control resides upon the effect of an intense, long-wavelength laser field radiation applied to the semiconductor structure. Under such condition a strong optical Stark effect leads to optical tunability. Calculation of the optical Stark effect was carried out in the frame of the nonperturbative theory and finite difference method. Different geometries concerning the size of GaAs–AlGaAs quantum wires as well as the polarization direction and the strength of the applied laser field with respect to the quantum structure were considered.     

Influence of strain on the Stark effect in InP/GaInP quantum discs

In InP/GaInP quantum discs it is shown that strain induces a type I to type II transition with increasing thickness of the disc. When an external electric field is applied along the cylindrical axis of the disc, the exciton energy exhibits a Stark effect, which for the light hole exciton becomes linear even for a small field value, while for the heavy hole it is more quadratic.     

氦原子基态的斯塔克效应

用微扰与变分相结合的方法计算了氦原子基态的斯塔克效应，通过计算发现这种方法简便直观，尤其适用于低激发态且电子数不太多的原子．