关于二氧化碳激光相干散射诊断的考虑

《关于二氧化碳激光相干散射诊断的考虑》由会员分享，可在线阅读，更多相关《关于二氧化碳激光相干散射诊断的考虑（25页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、关于二氧化碳激光相干散射诊断的考虑李亚东 李建刚（一）基本知识和背景宏观不稳定性波和等离子体相互作用微湍流和反常输远边界层物理当前磁约束聚变研究面临的四大问题董家齐Collective scattering from waves and fluctuation N.C.Luhmann and W.A.Peebles(Laser diagnostics of magnetically confined thermonuclear plasmas)First,low-frequency micro-instabilities,such as drift waves and convective c

2、ells,are thought to be the main cause of the anomalous transport existing in present day tokamak plasmas.（反常输运研究）Second,RF heating at the lower hybrid and harmonics of the electron and ion cyclotron frequencies are likely to develop into cost effective alternatives to neutral beam heating.A study of

3、 the launching,propagation,mode conversion,and damping of such waves is of importance in understanding the heating mechanisms and improving efficiencies.（波与等离子体相互作用）Third,the external launching of waves in fusion plasmas and a measurement of their dispersion relations can lead to a spatially and tem

4、porally resolved determination of plasma parameters such as ion temperature （测量离子温度、（测量离子温度、粒子分布、粒子分布、）托卡马克装置能量输运示意图反常输运指的是反常的热传导；实验中的电子热导e是新经典理论值的23个数量级，离子热导I在实验中能够接近新经典理论值。等离子体物理诊断 等离子体状态等离子体状态（基本参数测量）等离子体约束状态等离子体约束状态(等离子体参数分布测量-密度、温度、磁场、)等离子约束状态的本质等离子约束状态的本质(反常输运和稳定性监测)微涨落微涨落(温度、密度、磁场)MHD及破裂及破裂ki

5、=2ik=2ks=2is=i(Te/Ti)0.5漂移波类型的湍流漂移波类型的湍流起源于等离子体宏观物理量的不均匀性，这些不均匀物理量的分布线型决定湍流性质，同时决定等离子体的输运。HT-7装置可进行k=823cm-1的有效测量，进行了k=31cm-1的测量尝试TEXT实验实验-高高k离子模湍流对于不同加料方式的表现离子模湍流对于不同加料方式的表现(i 模模)（二）HT-7装置CO2激光相干散射诊断发展过程Quasicoherent modes phenomenon /0.15 Shot 608730.00.20.40.60.81.0050100150(KA)TIME(s)IP0.00.20.4

6、0.60.81.005101560873#(v)VP0.00.20.40.60.81.0021019m3ne0.00.20.40.60.81.00.00.51.0(a.u.)XUV0.00.20.40.60.81.00.00.20.4(a.u.)Ha0.00.20.40.60.81.00.00.51.01.5(a.u.)Z1(2003年春季实验相干散射信号 k=12cm-1)TEXT装置相干散射诊断信号（1）TEXT装置相干散射信号（2）HT-7装置相干散射信号(2005.5 k=23cm-1 频谱为 t=0.1 s)Fluctuations and anomalous transport i

7、n tokamaks (Wootton et al)Phys.Fluids B,Vol.2.No.12,December 1990当当K值大于某一值，随着值大于某一值，随着k值的增大对应的散射信号越弱，这篇综述文献总结的相值的增大对应的散射信号越弱，这篇综述文献总结的相干散射诊断所测干散射诊断所测k谱范围为谱范围为0 k 20cm-1。（三）近期工作目标 在下轮实验中实现k=9cm-1、k=18cm-1、k=27cm-1三路同时监测并开展相关的实验。（k测量范围827cm-1)进行大k监测尝试 k=8cm-1、k=18 cm-1、k=35cm-1 （ETG）争取在明年的国际会议（成都）上与DI

8、II-D的相应诊断工作进行学术交流 二氧化碳激光相干散射系统与远红外激光、微波相干散射系统的比较散射信号强度 PSP002LV2()2 P0、0-激光功率、波长；Lv-散射体积；混合长度估计 /n 1/(Ln)Ln=d(ln n)/d(ln r)微波、远红激光散射系统：对光源功率要求不高；纵向空间分辨率较好；机械精度和稳定度要求不高；元器件保护；维护方便。单光源k谱测量范围窄；(装置中窗口空间的限制)在等离子体中有折射效应；对聚变装置的约束层(Q=1Q=2)测量困难；要考虑聚变装置中的等离子体的截止密度。CO激光散射系统：二氧化碳激光转换效率高，容易获得高功率光源；波长短、可进行大范围的k谱测

9、量；在聚变装置等离子体测量中不用考虑折射效应和截止密度。对于光学系统的稳定性、精度要求高，光学元器件防护困难。(四)为提高相干散射系统信噪比采取的手段（i）改变探测器的偏置方法（ii）改进激光系统采用电流放大器工作方式进行偏置同时准备反偏补偿工作方式(i)对激光的前腔镜、后腔镜和布儒斯特窗加水冷(ii)在激光的后腔镜加装精密定位器，微调激光腔长 小角度相干散射系统需要对激光束进行长光程成像，其k谱的分辨能力由激光束的束腰决定，因此激光光束必须是TEM00；由于散射束与本振束的强度比为1：1057，所测频谱范围为02M Hz，因此本振激光束必须稳定。引起激光输出涨落的主要因素有：高次杂模干扰，多

10、纵模干涉，激光体系的自组织现象，放电管气壁不稳定及工作气体流场的扰动。因此这种激光品很难是工业产品。(五)CO2激光相干散射仪与CO2激光干涉仪的系统比较二氧化碳激光器二氧化碳激光器光束分束1:1光束分束 1:200400光束位相调制（声光调制）光束位相调制（声光调制）红外高斯光束成像系统红外高斯光束成像系统HgCdTe探测器(1:1)HgCdTe探测器(1:1057)相位差计采集采集二氧化碳激光干涉仪二氧化碳激光相干散射仪LHDComparison of FIR and CO2Interferometer on Pellet Shot-0.4-0.200.20.444.14.24.3=0.3

11、2=0.41=0.52=0.61=0.71=0.8=0.89=1.0=1.06BZ(m)R(m)ch9ch10ch11ch12FIR Beam Path02468101200.511.522.5Shot 335169(4029)10(4119)11(4209)t(sec)N L(x1019-m-2)FIR Interferometer.Phase jump frequently occurs at high density pellet shot.-0.4-0.200.20.444.14.24.3=0.32=0.41=0.52=0.61=0.71=0.80=0.89=1.0=1.06BDZ(m

12、)R(m)ch10ch1From outer CO2Beam Path02468101200.511.522.5 Shot 33516ch2 R=4.111mch3 R=4.127mch4 R=4.143mch5 R=4.159mch6 R=4.174mch7 R=4.190mch8 R=4.206mch9 R=4.222mch10 R=4.238mN L(x1019-m-2)t(sec)CO2Interferometer.No phase jump occursWithout vibration compensation.采用CO2激光干涉仪测量聚变装置中的等离子体密度是发展的必然趋势1.能

13、够实现几十道的等离子体密度测量，给出完整的等离子体密度分布线型 （相位差计位相分辨己达2/12800 jt-60U）2.不用考虑折射效应3.不用考虑截止密度9、静夜四无邻，荒居旧业贫。22.8.2422.8.24Wednesday,August 24,202210、雨中黄叶树，灯下白头人。7:28:307:28:307:288/24/2022 7:28:30 AM11、以我独沈久，愧君相见频。22.8.247:28:307:28Aug-2224-Aug-2212、故人江海别，几度隔山川。7:28:307:28:307:28Wednesday,August 24,202213、乍见翻疑梦，相悲各

14、问年。22.8.2422.8.247:28:307:28:30August 24,202214、他乡生白发，旧国见青山。2022年8月24日星期三上午7时28分30秒7:28:3022.8.2415、比不了得就不比，得不到的就不要。2022年8月上午7时28分22.8.247:28August 24,202216、行动出成果，工作出财富。2022年8月24日星期三7时28分30秒7:28:3024 August 202217、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。上午7时28分30秒上午7时28分7:28:3022.8.249、没有失败，只有暂时停止成功！。22.8

15、.2422.8.24Wednesday,August 24,202210、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。7:28:307:28:307:288/24/2022 7:28:30 AM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。22.8.247:28:307:28Aug-2224-Aug-2212、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。7:28:307:28:307:28Wednesday,August 24,202213、不知香积寺，数里入云峰。22.8.2422.8.247:28:307:28:30August 24,202214、意志坚强的人能把世界放

16、在手中像泥块一样任意揉捏。2022年8月24日星期三上午7时28分30秒7:28:3022.8.2415、楚塞三湘接，荆门九派通。2022年8月上午7时28分22.8.247:28August 24,202216、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2022年8月24日星期三7时28分30秒7:28:3024 August 202217、空山新雨后，天气晚来秋。上午7时28分30秒上午7时28分7:28:3022.8.249、杨柳散和风，青山澹吾虑。22.8.2422.8.24Wednesday,August 24,202210、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。7:28:307:28:307

17、:288/24/2022 7:28:30 AM11、越是没有本领的就越加自命不凡。22.8.247:28:307:28Aug-2224-Aug-2212、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。7:28:307:28:307:28Wednesday,August 24,202213、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。22.8.2422.8.247:28:307:28:30August 24,202214、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。2022年8月24日星期三上午7时28分30秒7:28:3022.8.2415、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。2022年8月上午7时28分

18、22.8.247:28August 24,202216、业余生活要有意义，不要越轨。2022年8月24日星期三7时28分30秒7:28:3024 August 202217、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。上午7时28分30秒上午7时28分7:28:3022.8.24MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blanditut cursus.感 谢 您 的 下 载 观 看感 谢 您 的 下 载 观 看专家告诉