HL-2A装置Nd:YAG激光汤姆逊散射多道测量系统

利用Nd:YAG激光汤姆逊散射多道测量系统对等离子体多空间点的电子温度和密度进行了测量。用标准光源和电扫描单色仪构成的标定系统对散射光谱的响应系数进行了标定。给出了等离子体中心附近6空间点的温度和密度的测量结果,时间分辨率为100 ms,空间分辨率约为2.2 cm。对实验结果的不确定度进行了估计,为-12% ~ 12%。实验结果证明：系统可测量等离子体温度的空间范围为-35 ~ -3 cm,实验数据稳定可靠。     

HL-2A装置Nd:YAG激光汤姆逊散射多道测量系统

 利用Nd:YAG激光汤姆逊散射多道测量系统对等离子体多空间点的电子温度和密度进行了测量。用标准光源和电扫描单色仪构成的标定系统对散射光谱的响应系数进行了标定。给出了等离子体中心附近6空间点的温度和密度的测量结果,时间分辨率为100 ms,空间分辨率约为2.2 cm。对实验结果的不确定度进行了估计,为-12% ~ 12%。实验结果证明：系统可测量等离子体温度的空间范围为-35 ~ -3 cm,实验数据稳定可靠。     

HL-2A装置上汤姆逊散射测量的初步结果

本文介绍了HL-2A装置上激光汤姆逊散射诊断系统的主要仪器构成，重点介绍了等离子体芯部单空间点电子温度，密度的实验测量结果。     

HL—1装置汤姆逊散射测量空间两点电子温度

本文叙述用激光汤姆逊散射方法测量HL-1装置在不同放电条件下空间两点的电子温度。简要介绍了测量条件,空间两点测量的实验安排及数据获取系统等。对实验结果进行了初步分析。在适当改变等离子体边缘径向电场分布时,电子温度有明显增加。     

汤姆逊散射技术在HL-2A装置上的应用进展

非相干激光汤姆逊散射诊断只需要假设电子速度满足Maxwell分布,测量得到的等离子体电子温度与电子密度的数据准确可靠,是托卡马克和其他磁约束核聚变研究装置上重要的诊断工具,并朝着高可靠性、高空间分辨和高重复测量频率的方向发展,其中高可靠性是前提。电子的汤姆逊散射截面很小,其总截面为σ_T=6.65×10^-25 cm²,通常使用电光调Q的Nd∶YAG激光器作为散射光源,激光脉冲宽度约10 ns、脉冲能量约3 J,用5～8通道的光谱仪对散射光谱进行测量与分析。如何对光电探测模块输出的散射脉冲进行数据采集,是激光散射诊断的关键问题之一。以前使用电流积分式的数据采集器(Q-ADCs,如CMC080模块),在一个确定的时间宽度(如50 ns)将散射脉冲信号积分在采样电容器上,从而得到散射信号的强度值,这种方法很难排除电路噪声和外来干扰。该研究通过使用高速数据采集器(纵向分辨率≥10 bits、采样频率f≥1 GS·s^-1,如V1742B模块)在包含散射信号在内的时间段(如300～500 ns)进行采集,获得散射...     

人工神经网络在HL-2A装置汤姆逊散射数据处理中的应用

人工神经网络是一种强大的非线性数据分析算法,其中的感知器神经网络第一次被用于处理HL-2A装置上汤姆逊散射系统的电子温度数据。采用输入层、隐藏层和输出层等三层神经网络结构,输入层为标定数据或测量数据,隐藏层使用sigmoid函数作为传递函数,输出层为电子温度值。从数据处理结果可以看出,该计算方法与传统的χ²最小值方法计算的结果吻合,能够得到可靠的电子温度数据。而且由于计算温度时采用矩阵计算,计算速度比使用χ²最小值法提高20倍以上,为将来利用汤姆逊散射测量的电子温度数据实现等离子体剖面实时反馈控制提供了可能。     

HT-7汤姆逊散射测量电子温度的相对论修正

简要介绍了在HT-7托卡马克上用激光汤姆逊散射法测量等离子体电子温度的方法。对相对论产生谱峰蓝移的原因以及如何进行相对论修正进行了叙述。在考虑蓝移和不考虑蓝移两种情况下,用相对论修正关系式给出了HT-7托卡马克两次放电的电子温度的空间分布。     

HT-7汤姆逊散射测量电子温度的相对论修正

 简要介绍了在HT-7托卡马克上用激光汤姆逊散射法测量等离子体电子温度的方法。对相对论产生谱峰蓝移的原因以及如何进行相对论修正进行了叙述。在考虑蓝移和不考虑蓝移两种情况下,用相对论修正关系式给出了HT-7托卡马克两次放电的电子温度的空间分布。     

HL-1M装置多脉冲钕玻璃激光汤姆逊散射系统

描述了钕玻璃激光汤姆逊散射系统在HL 1M装置上的光路总体布局与调试 ,及HL 1M装置上电子温度的测量。散射光源为带有一级放大并可产生 1或 8个激光脉冲的钕玻璃激光器 ,用非线性KDP晶体倍频后 ,能够产生波长为 5 30nm、输出功率约为 10 0MW的脉冲。采用大孔径接收光路和D f =1 2 .8光栅光电谱仪 ,能够实现对等离子体五个空间点电子温度的测量。线色散约为 4 2nm·mm- 1 ,温度的测量范围为 10 0eV～ 2keV。     

HT-7 Nd:YAG激光汤姆逊散射光学系统分析

 光学透过性能对信号微弱的激光汤姆逊散射测量系统极为重要。主要讨论了HT-7 Nd:YAG激光汤姆逊散射系统光学设计中消除杂散光和提高散射信号传输效率的方法,并对系统的光学性能进行了模拟计算。模拟结果显示,干涉滤光片分光谱仪的光学透过性能随电子温度的升高而增强,等离子体电子温度为1 keV时其透过率可达到10%;汤姆逊散射信号非常微弱,等离子体电子密度为1×10¹⁹/m³时每道信号仅有几百到上千个光子;等离子体电子温度在0.3～5.0 keV范围内时,光子量子统计涨落引起的电子温度测量误差在3%以下。     

HT-7 Nd:YAG激光汤姆逊散射光学系统分析

光学透过性能对信号微弱的激光汤姆逊散射测量系统极为重要。主要讨论了HT-7 Nd:YAG激光汤姆逊散射系统光学设计中消除杂散光和提高散射信号传输效率的方法,并对系统的光学性能进行了模拟计算。模拟结果显示,干涉滤光片分光谱仪的光学透过性能随电子温度的升高而增强,等离子体电子温度为1 keV时其透过率可达到10%;汤姆逊散射信号非常微弱,等离子体电子密度为1×1019/m3时每道信号仅有几百到上千个光子;等离子体电子温度在0.3～5.0 keV范围内时,光子量子统计涨落引起的电子温度测量误差在3%以下。     

Initial Operation of Thomson Scattering Diagnostic on the HL-2A Tokamak

In this article, we describe the major instruments of laser Thomson scattering system on HL-2A, and introduce the experimental measuring results of one-point electron temperature and density in the core plasma mostly.     

HL-2M װ������ķѷɢ��ϵͳ�ж�ɫ�����ǵ��Ż����

设计并优化了一种新型多色仪。该方案中滤光片和探测器更加易于安装,缩短了光程长度,提高了对散射信号的探测本领,减少了透镜的使用数量,提高了多色光谱仪的传输率。通过数值计算,得到在200~20000eV温度范围内多色光谱仪的通道数为7是最优化结果。最后,对7通道多色仪的相关参数进行优化设计,使用模拟退火法计算优化各通道干涉滤光片的波长范围。     

HL-2M 装置上汤姆逊散射系统中多色光谱仪的优化设计

设计并优化了一种新型多色仪。该方案中滤光片和探测器更加易于安装,缩短了光程长度,提高了对散射信号的探测本领,减少了透镜的使用数量,提高了多色光谱仪的传输率。通过数值计算,得到在200~20000eV 温度范围内多色光谱仪的通道数为7 是最优化结果。最后,对7 通道多色仪的相关参数进行优化设计,使用模拟退火法计算优化各通道干涉滤光片的波长范围。     

激光能量对激光诱导Cu等离子体特征辐射强度、电子温度的影响

利用Nd:YAG激光(波长1 064 nm,脉宽10 ns)烧蚀金属Cu靶获得等离子体 .改变激光脉冲能量,观测到Cu的原子谱线和离子谱线随激光脉冲能量有不同的变化关系, 但都在330 mJ/pulse时,谱线强度达到最大,随后在330 mJ～370 mJ/pulse间出现一小平台 ,能量继续增加,各谱线强度减小.同时,使用烧蚀Cu靶产生的五条原子谱线(465.11 nm,5 10.55 nm,515.32 nm,521.82 nm,529.25 nm)的相对强度,在局部热力学平衡近似下,利用B oltzmann图的最小二乘法拟合,测定了不同激光能量下Cu等离子体的电子温度.随激光能量的增加,电子温度近似单调地从1.02×104 K上升到1.46×104 K后,反而有所下降.     

Multi-Channel FIR Laser Interferometer on the HL-2A Tokamak

In recent years, the high density plasma in the range of 10^19～ 10^20m^-3 have been operated in large or middle tokamak device in the world. A muhichannel far infrared interferometer for profile measurement of plasma density on HL-2A divertor tokamak is being developed, however the design of the interferometer will appear many new problem in face of experimental environment of the HL-2A divertor device, such as how to make both transmission and arrangement of optics of the interferometer, the effect of electromo- tive force on device and how about the vibration etc. According to the eight windows setting on the largest flange of the device we have to design a Michelson-type FIR laser interferometer with 8 probing channels and eight concave mirrors must be attached it to the inner wall of the vacuum vessel of the device. Therefore, there are many problems should be taken into account to resolve, for example, （ 1 ） the vibration-proof consider for muhichannel interferometer and HCN laser, （2） the stabilization and reliability of the mirror frame uum vessel, the mirrors, hanging on internal wall of vachow to prevent the sputtering to （3） the vacuum seal of the windows and the design of mobile seal for the shutter to avoid the sputter coating of plasma,