【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光散射原位标定，具体而言，涉及激光散射诊断系统的原位光谱标定支撑系统及标定方法。
技术介绍
1、汤姆逊散射(thomson scattering-ts)是等离子体中电子对入射电磁波的散射，通过测量汤姆逊散射光谱可以同时对等离子体的温度和密度分布及其时间演化进行精准测量，因此国内外各大聚变研究装置已将汤姆逊散射作为基础诊断系统。汤姆逊散射光谱的分析探测通常使用多色仪来完成，多色仪的工作原理是用干涉滤光片将收集到的散射光分为多个不同波长范围的光谱通道，在每个光谱通道后用雪崩光电二极管(apd)探测快脉冲散射光的强度。为了从探测到的apd的信号通过拟合推算出合理的散射光谱形状和强度，从而得出等离子体的温度和密度，就需要通过标定得到多色仪各光谱通道的光谱响应曲线。
2、相对光谱响应标定的常用方法是使用标定光源对多色仪进行波长扫描，标定光源与多色仪之间通过标定光纤连接。然而，在ts系统中，观察窗口、收集透镜系统和光纤束也可能是波长响应敏感器件，因此仅对多色仪进行标定无法准确表征系统整体的光谱响应特性，而分别对上述器件进行标定后进行数据整合则缺少标定连续性，且标定结果与系统整体的应用工作状态存在光学条件以及实验环境差异，会产生较大误差，因此在标定工作中需要还原等离子体散射位置进行原位标定。
3、原位标定的实现对标定支撑系统结构形式具有较高要求，其最主要的原因在于标定工作需要在真空室内完成，而目前进行原位标定的难点主要在于：1.真空室内结构紧凑，安装空间逼仄，标定支撑系统着力点极少；2.真空室内等离子体
4、有鉴于此，特提出本申请。
技术实现思路
1、现有技术存在的问题是在真空室内原位标定实现难度较大，而使用标定光源对多色仪直接进行波长扫描所得到的标定数据误差较大的，本专利技术目的在于提供激光散射诊断系统的原位光谱标定支撑系统及标定方法，通过一端与入射光路的消光管道连接，另一端由三脚架支撑于第一壁地面上，能够形成稳定的支撑结构，对激光散射诊断所使用的采集玻璃窗口、采集透镜、出射光纤束、多色仪整体进行一次性标定，标定具有较高的完整性与准确性，同时能够辅助标定支撑系统与整体入射光路进行重合调节，准确模拟等离子体散射位置进行准确标定。
2、本专利技术通过下述技术方案实现：
3、激光散射诊断系统的原位光谱标定支撑系统，包括安装在托卡马克真空室内，沿入射光路方向设置的滑轨，所述滑轨上安装有能够沿着滑轨方向来回运动的标定光纤架，所述滑轨的前端安装在真空室内部的消光管道，所述滑轨的后端通过支撑调节装置安装在真空室第一壁地面；所述滑轨上标定光纤架的前后两侧安装有用于辅助光路调整的瞄准系统。
4、本专利技术通过套筒结构与入射光路的消光管道进行紧固连接完成，另一端由三脚架支撑于第一壁地面上，能够形成稳定的支撑结构。其中，所述的消光管道是与窗口焊接在一起，属于入射激光管道的一部分，通常长度为200mm。本专利技术支撑系统的安装结构充分应用了真空室的内部条件，并且不会对真空室内部结构与器件造成影响与破坏，支撑系统兼顾安全性与稳定性。同时，这种支撑系统还可以保持采集透镜与采集光纤组架的位置、工作状态与等离子体散射实验中一致，对系统整体工作状态影响极小。
5、在某一具体实施方式中，所述瞄准系统包括瞄准板a和瞄准板b，所述瞄准板a设置在靠向消光管道所在的一侧，所述瞄准板a上具有十字刻线，所述瞄准板b设置在远离消光管道所在的一侧，所述瞄准板b上具有中心小孔。
6、本专利技术通过设置瞄准系统可以辅助标定支撑系统与整体入射光路进行重合调节，准确模拟等离子体散射位置进行准确标定。具体的，标定光纤在标定时需要安装在入射光路上，因此在真空室内滑轨沿入射光路方向进行设置建，散射位置的定位可以通过瞄准系统进行调整，具体调整方法为：将与nd：yag激光器调节重合的指示光通过瞄准板a中的十字刻线后照射到瞄准板b上，通过分析瞄准板b上的光线位置情况，利用支撑调节装置调节瞄准板b的上下高度，从而调整整体光路。
7、在某一具体实施方式中，所述瞄准板a上的十字刻线和瞄准板b上的中心小孔的高度均与激光器指示光的高度相匹配。
8、在某一具体实施方式中，所述支撑调节装置采用三脚架，采用三脚架能够给支撑系统提供更稳定的支撑力。
9、在某一具体实施方式中，滑轨的前端通过套筒安装在消光管道上。
10、在某一具体实施方式中，所述标定光纤架的底端设置有光纤滑块，所述标定光纤架通过光纤滑块在滑轨上前后运动。
11、在某一具体实施方式中，所述标定光纤架与光纤滑块之间安装有旋转位移台，所述标定光纤架通过旋转位移台可相对光纤滑块水平转动。
12、本专利技术通过将标定光纤安装在沿光路方向上可平移的滑轨上，同时安装有旋转位移台可以与诊断接收光路进行散射角度匹配，在相对光谱标定中，标定光纤的安装面能够与指示光束的路径相一致，以实现物(标定光纤)像(标定光纤在待标定通道接收光纤端面的成像)一一对应，提高标定可靠性，同时可以辅助标定光源进行等离子体散射位置上的平移以及散射角度的旋转调整，系统整体的灵活性与效率较高，可以对所有散射测量位置进行逐一标定。
13、在某一具体实施方式中，滑轨与标定光纤架、瞄准系统和支撑调节装置之间均可拆卸连接。
14、在某一具体实施方式中，瞄准板a和瞄准板b均通过瞄准滑块安装在滑轨上。
15、第二方面，本专利技术还提供一种激光散射诊断系统的原位光谱标定方法，基于上述标定支撑系统，包括如下步骤：
16、s1，在真空室外，将标定光纤架与旋转位移台、瞄准板a和瞄准板b与滑轨、旋转位移台与光纤滑块、滑轨前端与套筒之间分别进行连接固定；
17、s2，将s1预装好的结构送入真空室内，将滑轨的后端与三脚架之间连接，将三脚架置于真空室第一壁地面，并将套筒与真空室内部的消光管道部分进行连接并固定；
18、s3，打开激光器指示光，将瞄准板a和瞄准板b分别移动至滑轨两端端部，调整三脚架的高度使指示光通过瞄准板a的十字刻线并照射到瞄准板b的中心小孔后，固定锁紧三脚架与套筒位置；
19、s4，将标定光纤引入真空室内并安装在支撑系统的标定光纤架上，通过标定光纤端面在采集透镜后的成像调整标定光纤在滑轨上的位置以及角度，确认标定光纤的安装面与指示光的路径一致时将光纤滑块和旋转位移台锁紧；
20、s5，打开标定光源，开始标定工作。
21、本专利技术的标定支撑系统及标定方法，可在托卡马克真空室内部进行散射诊断系统的原位光谱响应标定，所得的标定数据可以用来辅助计算各空间点的等离子体电子温度以及电子密度。
22、本专利技术支撑系统安装在托卡马克真空室内，安装方式充分应用了真空室的内部条件，不会对真空室内部结构与器件造成影响与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种激光散射诊断系统的原位光谱标定支撑系统，其特征在于，包括安装在托卡马克真空室内，沿入射光路方向设置的滑轨(8)，所述滑轨(8)上安装有能够沿着滑轨(8)方向来回运动的标定光纤架(4)，所述滑轨(8)的前端安装在真空室内部的消光管道(12)，所述滑轨(8)的后端通过支撑调节装置安装在真空室第一壁地面；所述滑轨(8)上标定光纤架(4)的前后两侧安装有用于辅助光路调整的瞄准系统。
2.根据权利要求1所述的激光散射诊断系统的原位光谱标定支撑系统，其特征在于，所述瞄准系统包括瞄准板A(6)和瞄准板B(7)，所述瞄准板A(6)设置在靠向消光管道(12)所在的一侧，所述瞄准板A(6)上具有十字刻线(6)，所述瞄准板B(7)设置在远离消光管道(12)所在的一侧，所述瞄准板B(7)上具有中心小孔。
3.根据权利要求1所述的激光散射诊断系统的原位光谱标定支撑系统，其特征在于，所述支撑调节装置采用三脚架(11)。
4.根据权利要求1所述的激光散射诊断系统的原位光谱标定支撑系统，其特征在于，滑轨(8)的前端通过套筒(10)安装在消光管道(12)上。
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