【技术实现步骤摘要】
一种测量磁约束聚变装置径向湍流的激光诊断系统及方法
[0001]本专利技术涉及磁约束聚变装置径向电子尺度湍流测量领域，具体涉及一种测量磁约束聚变装置径向湍流的激光诊断系统及方法。
技术介绍
[0002]磁约束聚变是解决人类能源可持续问题的一项重要研究，其中超导托卡马克装置被公认为是探索、解决未来稳态受控磁约束聚变反应堆工程及物理问题最有效的途径。现阶段湍流所驱动的反常输运是限制磁约束聚变发展的主要原因，它使得电子和离子的输运水平远远超过新经典理论的预期，导致等离子体的整体约束水平难以提升。
[0003]在磁约束聚变装置中，微湍流是由微观随机扰动发展而来，通常用密度、温度、磁场的扰动量表征。目前的研究表明通过等离子体流的剪切效应可以很好的抑制驱动离子反常输运的低波数湍流，使离子反常输运降低到新经典理论预测值。然而电子输运仍然是反常的，一方面由于电子输运的驱动机制较为复杂，涉及低、中、高波数湍流的相互作用及其共同影响。另一方面缺少电子尺度湍流诊断手段，现阶段用于径向湍流的微波散射诊断系统其湍流测量的空间分辨率较差，难以实...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种测量磁约束聚变装置径向湍流的激光诊断系统，其特征在于，包括二氧化碳激光器(1)，用于提供初始激光；聚焦反射镜(2)，用于改变初始激光束腰半径的尺寸和位置；分束系统(3)，用于将主激光分为探测光与本振光；第一圆形平面反射镜(4)、第二圆形平面反射镜(5)、第三圆形平面反射镜(6)、第四圆形平面反射镜(7)、第五圆形平面反射镜(8)，用于改变测量区域内探测光与本振光的相交位置和夹角；光学挡板(12)，用于遮挡从EAST托卡马克装置(10)出射的探测光；光阑(13)，用于屏蔽杂散光；聚焦透镜(14)，用于聚焦从EAST托卡马克装置(10)出射且沿特定方向传播的等离子体散射光与本振光形成的混合光束；碲镉汞探测器(15)，用于接收特定方向的等离子体散射光信号；多通道数字化仪(16)，用于采集信号；所述碲镉汞探测器(15)和多通道数字化仪(16)由内置光纤的双层屏蔽信号传输线连接，所述光学挡板(12)与光阑(13)活动安装。2.根据权利要求1所述的一种测量磁约束聚变装置径向湍流的激光诊断系统，其特征在于，所述二氧化碳激光器(1)包括：一台工作电压范围在0
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30kV、工作电流范围在0
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30mA的高压恒流源作为激光泵浦源；一根长2.04m，口径Φ＝7mm的石英玻璃放电管作为激光放电谐振腔；二氧化碳、氦、氮气比例分别为11％、62％、27％的混合气体作为工作气体；所述二氧化碳激光器(1)配有水冷系统和真空系统，正常工作气压为500
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700Pa，提供连续、稳定TEM
00
模式初始激光，初始激光参数为波长10.6μm，工作功率为6
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8W，束腰半径为1.83mm。3.根据权利要求1所述的一种测量磁约束聚变装置径向湍流的激光诊断系统，其特征在于，所述聚焦反射镜(2)的材质为H
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K9L玻璃，焦距F＝10m，口径Φ＝150mm；所述聚焦反射镜(2)表面镀金反射膜，对波长10.6μm光的反射率大于95％。4.根据权利要求1所述的一种测量磁约束聚变装置径向湍流的激光诊断系统，其特征在于，所述第一圆形平面反射镜(4)、第二圆形平面反射镜(5)、第三圆形平面反射镜(6)、第四圆形平面反射镜(7)、第五圆形平面反射镜(8)的口径均为Φ＝100mm，表面镀金反射膜，对波长10.6μm光的反射率大于95％。5.根据权利要求1所述的一种测量磁约束聚变装置径向湍流的激光诊断系统，其特征在于，还包括第一方形平面反射镜(9)、第二方形平面反射镜(11)，两者的尺寸均为350mm
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100mm
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25mm，局部光圈数小于2，两者表面均镀金反射膜，对波长10.6μm光的反射率大于95％。6.根据权利要求1所述的一种测量磁约束聚变装置径向湍流的激光诊断系统，其特征在于，所述聚焦透镜(14)的焦距F＝25cm，口径Φ＝30mm，聚焦从托卡马克装置(10)出射且沿特定方向传播的等离子体散射光与本振光形成的混合光束，并成像至碲镉汞探测器(15)的镜头感光面...
【专利技术属性】
技术研发人员：李亚东，耿靖森，李磐，吴国将，陈斐，汪宇豪，孙宁，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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