【摘 要】
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高分辨率的TV汤姆逊散射诊断测量的等离子体电子温度和密度的时空分布,可以为定量研究等离子体约束和输运及相关物理提供可靠有效的实验数据。本论文针对TV汤姆逊散射诊断系
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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高分辨率的TV汤姆逊散射诊断测量的等离子体电子温度和密度的时空分布,可以为定量研究等离子体约束和输运及相关物理提供可靠有效的实验数据。本论文针对TV汤姆逊散射诊断系统开展研究与设计,其主要内容是:
(1)分别对高分辨率的三种(PD、LIDAR、TV)汤姆逊散射系统进行比较和分析,同时吸取高温、低温等离子体诊断系统经验,给出优化的结构设计方案。
(2)围绕汤姆逊散射信号特点和系统结构特点,提出系统设计原则和思路。重点是除了对器件间进行成像匹配外,用基于光学扩展量的方法对各器件进行非成像匹配设计,并用设计参数对光子数进行分析和计算,对系统测量能力进行理论评估。
(3)详细阐述光纤、谱仪、探测器和耦合透镜结构。设计光纤结构,计算光纤透过率;根据设计条件对谱仪提出的技术要求,克服传统CT型谱仪对离轴位置光通量和像差的限制,对谱仪元件、参数和结构进行合理的改进设计;介绍像增强器与EMCCD透镜耦合的探测器结构,研究不同耦合透镜成像质量和放大率的不同,以及不同放大条件,优化探测器测量设置参数。
(4)用一个已知功率的标准灯对系统整体效率曲线进行标定,并对探测能力再次进行验证。实现放电实验中的触发与采集时序匹配,及对采集门宽、增益调节和时序匹配的远程控制。阐述杂散光抑制效果和分析电子温度测量范围。对现场磁场对像增强器的影响以及磁屏蔽材料进行了评估。
(5)将系统在HT-7放电实验中进行实际验证,获得初步的电子温度测量数据。阐述线栅偏振片削弱等离子体背景的效果,并对考虑仪器函数的数据处理方法进行了初步分析。
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