HT-7激光汤姆逊散射诊断 - EAST.PPT

汤姆逊散射诊断原理简介 * 若考虑相对论效应，在不同温度下，散射谱的分布如右图 等离子体中的电子在强激光的作用下，产生次级辐射形成散射波，若不考虑相对论效应，其功率谱的形状因子为： 式中，?0为入射激光的波长。Δλ散射谱波长与入射波长差。 只要实验中测出了散射谱的情况就可以得到等离子体的电子温度和密度。 HT-7 T.S. 示意图 收集透镜?光纤传输?干涉滤光片分光谱仪。 散射光接收系统 Te, 200eV?10keV. ne, 1 × 1019 m-3 ? 1 × 1020 m-3 测量范围 单点。 （空间分辨测量shot by shot逐点，上半空间） 测量位置(core plasma) 查表（Lock up table） 数据处理 CAMAC 数据采集 数据采集系统 硅雪崩二极管，EGG 30956E; 前置放大和中继放大器。 探测器 90? 散射角 红外 YAG 激光器，激光波长1064nm. (能量 2J，激光脉冲输出频率10Hz). Continuum Product,型号Powerlite Precision II9010. 激光器 HT-7激光汤姆逊散射测量系统说明 polorized YAG laser 激光器 10Hz Pulse repetition rate 30 μrad 0.45 mrad 5~9 nsec 2 J 1064 nm Beam Pointing Stability divergence Pulse width energy Wave length 探测器 EGG Si-APD 275-425 VOP Range Specs. (V) 20 N.E.P. @1060nm (fW/Hz ?) 2 Response Time tr (nSec) 10 Cap Cd (100kHz) (pF) 0.5 Spectral Noise Current Density (pA/Hz ?) 100 Dark Current Id (nA) 25 Responsivity @1060 nm (A/W) 3 Photo. Sensitive Surface Dia. (mm) C Std. Pkg C30956E Type Number Typical Characteristics, T=22°C Pre-Amplifier for Si-APD detector 干涉滤光片分光谱仪 散射信号经分光后分为五道。 测量点的空间分辨率1.8cm。 校准系统 ? Optical Path Alignment (He-Ne and Laser) ? Energy Calib. (Energy Meter) ? Spatial position Calib. (movable target) Sensitivity of 5 Channel spectrum (Tungsten Lamp) Rayleigh scattering Calib. For density measurement. Tungsten Lamp lens lens chopper fiber Photodiode To CAMAC 数据采集系统 +5v 时序 查表法 分光仪中任意两道信号的理论比值R是电子温度Te的函数。寻找测量得到的该两道信号的比值R*与理论比值R最接近的值，得到对应的温度值就是测量的电子温度。 5道分光可得到10个测量的电子温度值，根据各道的权重，由加权平均得出所测空间点的温度。 数据处理 Get the temperature through lookup the table For each a fixed temperature get the weighted average temperature 320 1.8 105 80407 390 1.8 107.2 80406 390 1.9 109.4 80396 230 1.8 100.7 80390 270 1.8 102.2 80389 190 1.6 89 80384 240 1.6 90.4 80380 210 1.6 87 80375 Te/eV Ne Ip/kA Shot NO. Te BY THOMSON SCATTERING