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超高时空分辨率汤姆逊散射诊断系统问世

可准确测量一亿度以上电子温度

来源:安徽日报2019-08-26作者:汪永安

8月20日,记者从中科院合肥物质科学研究院获悉,该院等离子体所诊断组承担研制的超高时空分辨率汤姆逊散射诊断系统近日顺利通过专家验收。目前,该诊断系统是国际上由单台激光器实现的频率最高的汤姆逊散射诊断,可准确测量全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)中心产生的1亿摄氏度以上电子温度。

对于以高参数、长脉冲为目标的EAST来说,1亿摄氏度以上的电子温度必须由汤姆逊散射准确测量,但1亿摄氏度电子激光散射谱谱宽更宽、强度更弱,要想获得高精度信号,对系统激光器和探测器提出了更高的要求,即需要考虑快速物理过程也要兼顾诊断稳定运行时间可达1000秒以上。近年来,等离子体所激光汤姆逊散射课题组针对EAST装置实验需求,不断吸收消化国际先进激光探测技术,成功发展了具有超高时空分辨率的汤姆逊散射诊断系统。近期,该研究团队开创性地提出一种串脉冲方法并开展技术攻关,成功研制出了具有特色的4kHz/3J YAG脉冲激光器。同时攻克高性能散射光分光、红外弱快信号探测、高速采集、高效激光传输和自动准直关键技术难题,该系统在EAST装置上成功实现了空间45测量点、最高时间分辨250微秒、最高空间分辨率3毫米、电子温度与密度误差分别小于10%和15%的全空间电子温度密度分布测量。该系统在时间分辨率、空间分辨率和运行稳定性等关键技术方面均达到世界前沿水平,尤其是4kHz高功率激光器已远超目前主流装置上普遍使用的几十赫兹以及ITER在研的300赫兹激光器。


责任编辑:陆迪

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