近日,等离子体所建成的高分辨率汤姆逊散射(TVTS)诊断系统已经获得有效信号。经过最近两周的实验验证和调试分析,该诊断系统目前已基本可以提供等离子体心部附近温度数据。
汤姆逊散射诊断系统可以给出等离子体电子温度和密度的时空分布,是国际公认的最为准确的测量电子温度的方法,也是技术难度最高的托卡马克参数诊断之一。由于其重要性,几乎所有托卡马克装置都大力发展汤姆逊散射诊断系统。高分辨率汤姆逊散射(TVTS)诊断系统由高能量激光器、传输光路、光栅光谱仪、像增强器、EMCCD系统和数据采集分析系统组成。TVTS不仅可以提供精细的电子温度和密度分布,还可以直接测量散射谱形状,但其散射信号相对更弱,难度更大。
对此成果,从事核能聚变实验研究长达35年,专门从事物理实验工作与诊断技术发展的美国通用原子公司(GA)等离子体物理实验学家谢中立教授表示惊叹,他说“这是上帝的微笑” ,其难度可想而知。
等离子体所高分辨率汤姆逊散射(TVTS)诊断系统在发展过程中积极开展国际交流合作,获得了俄罗斯、日本东京大学、美国通用原子能研究所的相关专家的支持和帮助。该诊断系统是在中科院合肥物质科学研究院院长基金的支持下完成的,期间多次得到所领导和室领导的关心和鼓励。小组成员在本轮HT7实验前认真准备,该小组的副组长臧庆同志虽然远在美国,但也通过邮件和每周一举行视频会议的形式详细了解布置相关工作进程,实验中积极尝试,测试分析了激光器能量、倍频器效率、反射镜反射率、收集透镜透过率、谱仪效率等关键参数,光路和谱仪中尝试了偏振片、滤波片。
此阶段性成果是在研究所和研究室领导长期大力支持下,经过十多年数届师生的积累,通过现在汤姆逊组成员共同努力取得。小组成员表示将秉承研究所“甘于奉献、团结协作、锐意进取、争创一流”的大科学精神继续努力。
高能量激光器和倍频系统
光栅光谱仪、像增强器和EMCCD系统
三维散射谱信号
散射信号及其高斯拟合