單絲等離子體

單絲等離子體第1頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月

Thomson散射技術是一種小擾動、主動式等離子體診斷手段。已廣泛應用于各類等離子體診斷實驗中，如電離層、電子束、ICF、Tokamak實驗中，其結果不僅擁有非常好的時、空分辨率，且具有很高的準確性和可靠性。目前，國外已經(jīng)開展了一些利用Thomson散射診斷Z-Pinch等離子體的實驗，特別是美國Sandia實驗室；國內，Thomson散射技術已應用于ICF、Tokamak等診斷實驗中，然而針對Z-Pinch等離子體的實驗研究幾乎還是空白。背景介紹中國科大激光等離子體實驗室/2023/7/312第2頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月中國科大激光等離子體實驗室/單絲Z-Pinch基本物理過程初始歐姆加熱等離子體膨脹電磁壓縮、碰撞滯質及輻射坍縮飛散2023/7/313第3頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月中國科大激光等離子體實驗室/技術研究的目標針對陽加速器，建立一套診斷單絲Z-Pinch等離子體的Thomson散射系統(tǒng)；將系統(tǒng)用于診斷實驗，為較驗數(shù)值模擬程序提供更加準確的實驗數(shù)據(jù)；掌握關鍵技術，為將來診斷Z-Pinch慣性約束DT靶丸作技術儲備；探索一種測量磁場的方法。2023/7/314第4頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月中國科大激光等離子體實驗室/實驗安排之總體設計：

依據(jù)理論計算及陽加速器的實際位形，驗證診斷系統(tǒng)各儀器，選擇最佳的參數(shù)，集成安裝診斷系統(tǒng)；并利用瑞利散射過程完成系統(tǒng)的標定工作，熟練系統(tǒng)的調節(jié)技術，確保實驗時系統(tǒng)具有良好性能。2023/7/315第5頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月中國科大激光等離子體實驗室/實驗安排之基本考慮理論分析結果取最佳散射波矢與探針光偏振方向的夾角通過測量離子聲波共振峰得到等離子體參數(shù)散射光也是極化光,偏振方向與入射激光相關硬件分析結果陽加速器實驗位形限制實驗布局激光參數(shù)影響實驗布局激光器單脈沖輸出能量小,慘淡經(jīng)營2023/7/316第6頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月中國科大激光等離子體實驗室/整體光路設計之實驗布局2023/7/317第7頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月中國科大激光等離子體實驗室/診斷系統(tǒng)及其調試之XZYO激光出口①②③④激光束負載ZYXO探針光光路示意圖（左）與探針光偏振方向的變化（右）說明：左圖中，①～④均是全反鏡（有效口徑45mm），負載軸向平行于Y軸；右圖中，雙向箭頭表示偏振方向。探針光及其調節(jié)方法塑料泡沫模擬靶高亮度連續(xù)激光器調節(jié)順序④①③②精密調節(jié)工具2023/7/318第8頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月中國科大激光等離子體實驗室/診斷系統(tǒng)及其調試之靶室光路的調節(jié)方法同軸性調節(jié)打點位置調節(jié)考察焦斑質量精密調節(jié)工具靶室光學平臺光學平臺注：支架具有三維粗調功能，精確到毫米量級，其上平面及里面上有許多M6螺孔。全反鏡④擴束鏡非球面透鏡窗口玻璃靶室光路構成示意圖（右側為打點透鏡組各鏡片的相對位置圖）其中，擴束鏡的擴大倍數(shù)為2.5；最重要的非球面透鏡焦距500mm，有效口徑45mm，最佳聚焦焦斑直徑20；窗口玻璃厚度10mm，口徑80mm。2023/7/319第9頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月中國科大激光等離子體實驗室/靶室光路與收光系統(tǒng)全反鏡聚焦透鏡透射式探頭消光器件光吞噬器件光柵光譜儀條紋相機診斷系統(tǒng)及其調試之2023/7/3110第10頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月中國科大激光等離子體實驗室/診斷系統(tǒng)及其調試之收光系統(tǒng)的調節(jié)方法焦斑在“探頭”光軸上等大成像“探頭”的調節(jié)光柵光譜儀與條紋相機及CCD耦合“探頭”與光柵光譜儀的耦合本底輻射散射光負載探頭透鏡帶小孔的擋板2023/7/3111第11頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月中國科大激光等離子體實驗室/診斷實驗工作安排之驗證實驗閃光實驗利用瑞利散射過程，針對探針光和收光系統(tǒng)進行實驗，熟悉各元件實際調節(jié)方法，考察收光系統(tǒng)的工作情況，希望得到散射光譜，并進行簡單數(shù)據(jù)處理。目的：考察系統(tǒng)的可重復性和穩(wěn)定性考察不同負載材料的影響進一步改進診斷系統(tǒng)期望實驗發(fā)次：15~20發(fā)期望實驗周期