關(guān)于二氧化碳激光相干散射診斷的考慮ppt課件

1、關(guān)于二氧化碳激光相關(guān)散射診斷的思索李亞東 李建剛.一根本知識和背景宏觀不穩(wěn)定性波和等離子體相互作用微湍流和反常輸遠邊境層物理當前磁約束聚變研討面臨的四大問題董家齊.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 convectiv

2、e cells,are thought to be the main cause of the anomalous transport existing in present day tokamak plasmas.反常輸運研討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 stud

3、y of the launching,propagation,mode conversion, and damping of such waves is of importance in understanding the heating mechanisms and improving efficiencies.波與等離子體相互作用Third,the external launching of waves in fusion plasmas and a measurement of their dispersion relations can lead to a spatially and

4、temporally resolved determination of plasma parameters such as ion temperature 丈量離子溫度、 粒子分布、.托卡馬克安裝能量輸運表示圖反常輸運指的是反常的熱傳導(dǎo)；實驗中的電子熱導(dǎo)e是新經(jīng)典實際值的23個數(shù)量級，離子熱導(dǎo)I在實驗中可以接近新經(jīng)典實際值。.等離子體物理診斷 等離子體形狀根本參數(shù)丈量等離子體約束形狀(等離子體參數(shù)分布丈量-密度、溫度、磁場、)等離子約束形狀的本質(zhì)(反常輸運和穩(wěn)定性監(jiān)測)微漲落(溫度、密度、磁場)MHD及破裂.漂移波類型的湍流漂移波類型的湍流來源于等離子體宏觀物理量的不均勻性，這些不均勻物理量

5、的分布線型決議湍流性質(zhì)，同時決議等離子體的輸運。.HT-7安裝可進展k=823cm-1的有效丈量，進展了k=31cm-1的丈量嘗試.JET-GS2 scancode.DIII-D.TEXT實驗-高k離子模湍流對于不同加料方式的表現(xiàn)(i 模).二HT-7安裝CO2激光相關(guān)散射診斷開展過程(2003年春季實驗相關(guān)散射信號 k=12cm-1).TEXT安裝相關(guān)散射診斷信號1.TEXT安裝相關(guān)散射信號2.HT-7安裝相關(guān)散射信號(2005.5 k=23cm-1 頻譜為 t=0.1 s).Fluctuations and anomalous transport in tokamaks (Wootton

6、et al) Phys.Fluids B, Vol.2.No.12, December 1990當K值大于某一值，隨著k值的增大對應(yīng)的散射信號越弱，這篇綜述文獻總結(jié)的相關(guān)散射診斷所測k譜范圍為0 k 20cm-1。.三近期任務(wù)目的 在下輪實驗中實現(xiàn)k=9cm-1、k=18cm-1、k=27cm-1三路同時監(jiān)測并開展相關(guān)的實驗。k丈量范圍827cm-1)進展大k監(jiān)測嘗試 k=8cm-1、k=18 cm-1、k=35cm-1 ETG 爭取在明年的國際會議成都上與DIII-D的相應(yīng)診斷任務(wù)進展學(xué)術(shù)交流 .二氧化碳激光相關(guān)散射系統(tǒng)與遠紅外激光、微波相關(guān)散射系統(tǒng)的比較散射信號強度 PSP002LV2()

7、2 P0 、0-激光功率、波長 ； Lv-散射體積；混合長度估計 /n 1/(Ln) Ln= d(ln n) /d(ln r)微波、遠紅激光散射系統(tǒng)： 對光源功率要求不高；縱向空間分辨率較好；機械精度和穩(wěn)定度要求不高；元器件維護；維護方便。 單光源k譜丈量范圍窄；(安裝中窗口空間的限制) 在等離子體中有折射效應(yīng)；對聚變安裝的約束層(Q=1Q=2)丈量困難；要思索聚變安裝中的等離子體的截止密度。CO激光散射系統(tǒng)： 二氧化碳激光轉(zhuǎn)換效率高，容易獲得高功率光源；波長短、可進展大范圍的k譜丈量；在聚變安裝等離子體丈量中不用思索折射效應(yīng)和截止密度。 對于光學(xué)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、精度要求高，光學(xué)元器件防護困難。

8、.(四)為提高相關(guān)散射系統(tǒng)信噪比采取的手段i改動探測器的偏置方法ii改良激光系統(tǒng).采用電流放大器任務(wù)方式進展偏置同時預(yù)備反偏補償任務(wù)方式.(i)對激光的前腔鏡、后腔鏡和布儒斯特窗加水冷(ii)在激光的后腔鏡加裝精細定位器，微調(diào)激光腔長 小角度相關(guān)散射系統(tǒng)需求對激光束進展長光程成像，其k譜的分辨才干由激光束的束腰決議，因此激光光束必需是TEM00；由于散射束與本振束的強度比為1：1057，所測頻譜范圍為02M Hz，因此本振激光束必需穩(wěn)定。引起激光輸出漲落的主要要素有： 高次雜模干擾，多縱模干涉，激光體系的自組織景象，放電管氣壁不穩(wěn)定及任務(wù)氣體流場的擾動。因此這種激光品很難是工業(yè)產(chǎn)品。.(五)CO2激光相關(guān)散射儀與CO2激光干涉儀的系統(tǒng)比較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光束位相調(diào)制聲光調(diào)制光束位相調(diào)制聲光調(diào)制紅外高斯光束成像系統(tǒng)紅外高斯光束成像系統(tǒng)HgCdTe探測器(1:1)HgCdTe探測器(1:1057)相位