基于HL-2A可见光谱成像系统的等离子体边界识别算法研究

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作者 何梦圆 季小全 +3 位作者 高金明 孙腾飞 梁绍勇 王傲 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期229-235,共7页

基于HL-2A托卡马克等离子体可见光成像系统设计了用于等离子体边界重建的算法,具有运算速度快、对各种噪声信号具有较好的鲁棒性等优点。算法首先运用数字图像处理的基本算法处理可见图像,然后提取图像中的等离子体边界坐标并进行拟合,... 基于HL-2A托卡马克等离子体可见光成像系统设计了用于等离子体边界重建的算法,具有运算速度快、对各种噪声信号具有较好的鲁棒性等优点。算法首先运用数字图像处理的基本算法处理可见图像,然后提取图像中的等离子体边界坐标并进行拟合,最后经过坐标变换得到等离子体边界的实际空间坐标,即重建的等离子体边界。将重建的等离子体边界与EFIT重建的最外闭合磁面进行对比,中平面强、弱场侧位置的误差小于8.5mm,边界总体平均误差小于11mm,在实验中的硬件设备及软件平台上识别每幅图像的平均耗时为3ms。该算法在目前的实验结果下有望用于等离子体位形识别及控制中,与EFIT在定性和定量上具有一致性,并且不受磁场影响,具有良好的稳定性和鲁棒性。 展开更多

关键词 HL-2A 亮度峰值线 边界重建 图像识别

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旋转磁岛对捕获快离子输运影响的研究

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作者 赵建华 曹锦佳 +4 位作者 向东 戴勇智 杨骏辉 赵佳蔚 杨文军 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期78-84,共7页

采用漂移动理学理论,研究了旋转磁岛与捕获快离子的反弹运动和进动频率(包括极向进动和螺旋进动)之间共振引起的快离子输运。求解捕获离子香蕉轨道回旋心动理学方程,获得了共振和非共振情况下的快离子分布函数。计算了磁漂移、电漂移和... 采用漂移动理学理论,研究了旋转磁岛与捕获快离子的反弹运动和进动频率(包括极向进动和螺旋进动)之间共振引起的快离子输运。求解捕获离子香蕉轨道回旋心动理学方程,获得了共振和非共振情况下的快离子分布函数。计算了磁漂移、电漂移和磁岛旋转产生的快离子输运通量。与极向角周期性相关的磁漂移和电漂移产生的输运在磁岛分界线附近存在强烈的流剪切,在磁岛靠近等离子体边界一侧输运向内;磁岛旋转诱发的输运则与磁漂移和电漂移产生的输运相反,在磁岛靠近等离子体边界一侧输运沿径向向外,并起主要作用。当磁岛宽度大于某一阈值岛宽时,捕获快离子输运增长缓慢,趋于饱和。 展开更多

关键词 捕获快离子 旋转磁岛 极向进动 共振 输运

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基于多偶极腔体的氦灰激光诱导荧光诊断实验验证研究

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作者 江堤 叶孜崇 +3 位作者 靳琛垚 张炜 徐国盛 王亮 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期242-248,共7页

利用多偶极腔体模拟聚变堆偏滤器附近氦中性粒子存在环境,通过激光诱导荧光诊断对于氦中性粒子的速度分布谱进行了直接测量,对测量区域的波长标定以及二极管激光器的可调谐范围的拓宽进行了研究。对该方案在聚变堆上的应用进行了评估。

关键词 氦灰排除 氦中性粒子速度分布 激光诱导荧光 波长标定

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X波段高功率微波选模定向耦合器 被引量：14

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作者 白珍 李国林 张军 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1747-1750,共4页

高功率、长脉冲是高功率微波技术发展的趋势,提高微波器件的功率容量成为一项重要的任务,使用过模器件可以有效提高微波源的功率容量,然而却会带来微波源中同时存在多种模式的问题。为了识别一个X波段长脉冲过模高功率微波源的输出主模T... 高功率、长脉冲是高功率微波技术发展的趋势,提高微波器件的功率容量成为一项重要的任务,使用过模器件可以有效提高微波源的功率容量,然而却会带来微波源中同时存在多种模式的问题。为了识别一个X波段长脉冲过模高功率微波源的输出主模TM01模式,设计了一种在线选模定向耦合器,进行了理论分析和模拟优化设计。当频率范围为9.2～9.6GHz时,模拟结果显示该选模耦合器对TM01模的耦合度为-54dB,在400MHz带宽内定向性大于35dB,对TM02模的抑制度大于15dB,功率容量可达到3GW以上。 展开更多

关键词 选模耦合器 高功率微波 耦合度 定向性 抑制度

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HT-7托卡马克上电子回旋辐射计及前端研究

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作者 熊刚 凌必利 +2 位作者 费勤山 提昂 李二众 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期423-428,共6页

介绍了安装在HT-7托卡马克装置上的电子回旋辐射外差诊断系统的原理;设计了一套测量系统,测量了石英玻璃和TPX材料在微波波段的插入损耗,为系统设计提供了必要的数据;研究了等离子体物理实验过程中在石英玻璃上沉积的膜的微波传输特性;... 介绍了安装在HT-7托卡马克装置上的电子回旋辐射外差诊断系统的原理;设计了一套测量系统,测量了石英玻璃和TPX材料在微波波段的插入损耗,为系统设计提供了必要的数据;研究了等离子体物理实验过程中在石英玻璃上沉积的膜的微波传输特性;测量了诊断系统的天线方向角,并分析了天线方向角给电子温度测量带来的影响。 展开更多

关键词 电子回旋辐射 毫米波 插入损耗 天线方向角

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用相衬成象系统探测等离子体密度湍动谱的新方法

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作者 刘万东 庄革 +1 位作者 王成 俞昌旋 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 1998年第1期30-34,共5页

研究表明，将相板的相移沟槽偏离中心，激光相衬成象系统具有空间带通传递特性。应用此系统，单点探测即可对等离子体密度扰动进行具有波数分辨的测量。文中给出了实用的单点探测宽谱型密度扰动功率谱的方法。

关键词 激光相衬成象 等离子体密度 功率谱 湍动谱

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利用准光学谐振腔快速实时诊断等离子体的新方法

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作者 陶冰洁 谢冰 李恩 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期182-186,共5页

对准光学谐振腔诊断等离子体的传统诊断方法进行了改进，提出一种可用于诊断瞬态等离子体的实时诊断方法。通过实验证明，矢量网络分析仪点频测试（CW Sweep）对信号相位变化的测量速度足够快，可以跟上等离子体鞘套和尾迹的变化速度，... 对准光学谐振腔诊断等离子体的传统诊断方法进行了改进，提出一种可用于诊断瞬态等离子体的实时诊断方法。通过实验证明，矢量网络分析仪点频测试（CW Sweep）对信号相位变化的测量速度足够快，可以跟上等离子体鞘套和尾迹的变化速度，因此利用该方法诊断等离子体鞘套和尾迹是可行的。通过对诊断系统性能的评估，表明诊断装置具有较高的实时性，对等离子体电子浓度有较宽的测量范围，测量范围可达10-1-1015m-3。 展开更多

关键词 准光学谐振腔 鞘套和尾迹 实时诊断 等离子体诊断

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HL-1M装置上的MSR系统的改进及中放研制 被引量：1

8

作者 曹建勇 徐德明 +3 位作者 丁玄同 唐立新 Alexey Sergeev Philip Ivanov 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期45-48,共4页

通过替换 2mm扫频外差接收机 (MSR)中老化的返波管 ,改进了MSR的高压电源和控制系统 ,研制了用于MSR的高增益、宽频带、低噪声中频放大器。给出了新返波管的频率输出、接收系统的频率响应、灵敏度的校准方法以及MSR调试、校准的结果 。

关键词 返波管 双温度法校淮 中频放大器 HL-1M装置 MSR系统 结构设计 扫频外差接收机 等离子体诊断

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8mm微波反射成像系统准光结构 被引量：1

9

作者 王兆 蒙林 王彬 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1247-1250,共4页

微波反射成像(MIR)是等离子体湍流扰动诊断中的一种重要手段,它注重于测量高时空分辨力的二维/三维分布,实现等离子体空间湍流结构的可视化实时观测,以获得更为准确的物理信息。针对等离子体诊断要求,结合托卡马克HL-2A装置的参数,对具... 微波反射成像(MIR)是等离子体湍流扰动诊断中的一种重要手段,它注重于测量高时空分辨力的二维/三维分布,实现等离子体空间湍流结构的可视化实时观测,以获得更为准确的物理信息。针对等离子体诊断要求,结合托卡马克HL-2A装置的参数,对具有准光结构的8mm微波反射成像系统进行了理论计算和仿真设计,设计出一套准光系统,为指导微波反射成像的系统设计奠定基础。 展开更多

关键词 等离子体诊断 湍流扰动 微波反射成像 准光结构

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基于EAST装置量热系统的第一壁热负荷实验研究 被引量：1

10

作者 庄清 明廷凤 +10 位作者 余耀伟 刘煜锴 周凡 龙飞飞 杨雷 李沂隆 王嵎民 刘少承 刘海庆 李国强 高翔 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期222-226,共5页

通过测量EAST装置水冷系统的出入口冷却水的温差和流量,搭建了第一壁热负荷测量系统,实现了第一壁热负荷的分布测量。实验结果表明,在上单零偏滤器位形放电实验中,该系统测量的热负荷约占总注入能量的80%,其中,接近50%的热负荷沉积在上... 通过测量EAST装置水冷系统的出入口冷却水的温差和流量,搭建了第一壁热负荷测量系统,实现了第一壁热负荷的分布测量。实验结果表明,在上单零偏滤器位形放电实验中,该系统测量的热负荷约占总注入能量的80%,其中,接近50%的热负荷沉积在上偏滤器区域。高的加热功率会使得第一壁热负荷更快上升。通过冷却水降温曲线拟合计算得出EAST装置上钨偏滤器水冷系统的热衰减时间约为下石墨偏滤器水冷系统的十分之一。 展开更多

关键词 热负荷 热负荷测量系统 长脉冲 水冷系统 EAST

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EAST装置微波反射成像系统光学性能评测 被引量：1

11

作者 高飞雪 刘贤子 +2 位作者 渠承明 徐新航 谢锦林 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期187-193,共7页

用宽为1cm的金属反射平面对EAST装置上96道(极向12道×径向8道)微波成像反射计的前端接收光路的道间距和探测光斑半径进行了测试,结果与仿真结果较为一致。用极向旋转的金属轮面作为反射面,研究了非理想光学条件下反射面旋转所引入... 用宽为1cm的金属反射平面对EAST装置上96道(极向12道×径向8道)微波成像反射计的前端接收光路的道间距和探测光斑半径进行了测试,结果与仿真结果较为一致。用极向旋转的金属轮面作为反射面,研究了非理想光学条件下反射面旋转所引入的多普勒频移,结果与模拟值吻合。 展开更多

关键词 微波成像反射计 高斯光学 多普勒效应

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HL-2A装置ECE测量系统标定研究

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作者 黄贤礼 石中兵 +3 位作者 孙红娟 刘泽田 崔正英 丁玄同 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期193-199,共7页

在HL-2A装置的电子回旋辐射(ECE)外差测量中,为实现电子温度剖面分布的绝对测量,采用双温度法和磁场扫描法分别对扫频和多道ECE测量系统进行了标定,获得了各道间的相对标定系数,并利用等离子体中心道Thomson散射测量的电子温度对ECE测... 在HL-2A装置的电子回旋辐射(ECE)外差测量中,为实现电子温度剖面分布的绝对测量,采用双温度法和磁场扫描法分别对扫频和多道ECE测量系统进行了标定,获得了各道间的相对标定系数,并利用等离子体中心道Thomson散射测量的电子温度对ECE测量系统进行了绝对标定。结果表明,这两种方法都能实现可靠的标定,并对两者的优劣进行了比较和讨论。 展开更多

关键词 电子回旋辐射 外差式辐射计 双温度标定 磁场扫描标定

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HT-7装置电子回旋辐射系统接收天线改进

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作者 费勤山 凌必利 +5 位作者 提昂 刘永 熊刚 张莉丽 李二众 高翔 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期46-50,共5页

为了提高HT-7装置上等离子体电子回旋辐射(ECE)超外差诊断系统的极向分辨率,根据高斯光学原理,分析了诊断系统天线的改进方案。优化了天线的圆形角锥喇叭尺寸和凸透镜参数以及在装置上的相对位置,使天线接收到的等离子体ECE异常模二次... 为了提高HT-7装置上等离子体电子回旋辐射(ECE)超外差诊断系统的极向分辨率,根据高斯光学原理,分析了诊断系统天线的改进方案。优化了天线的圆形角锥喇叭尺寸和凸透镜参数以及在装置上的相对位置,使天线接收到的等离子体ECE异常模二次谐波辐射的高斯光束束半径只有30mm左右,能量的高斯光学性质损失不大于13%。 展开更多

关键词 电子回旋辐射 高斯光学 天线系统 异常模二次谐波

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微波多普勒反射计数据分析的一种优化方法

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作者 闻杰 石中兵 +7 位作者 钟武律 梁桉树 蒋敏 施培万 杨曾辰 陈伟 方凯锐 刘泽田 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期1-8,共8页

结合对多普勒频谱的分析,提出一种基于双高斯拟合的轴对称-非对称谱(SAS)分析方法。在此方法下,功率谱主要由轴对称功率谱和非轴对称功率谱两部分组成。前者主要由等离子体截止层密度的扰动调制决定,后者主要由波数为k⊥=2k0sinθ的湍... 结合对多普勒频谱的分析,提出一种基于双高斯拟合的轴对称-非对称谱(SAS)分析方法。在此方法下,功率谱主要由轴对称功率谱和非轴对称功率谱两部分组成。前者主要由等离子体截止层密度的扰动调制决定,后者主要由波数为k⊥=2k0sinθ的湍流的极向密度扰动决定。在分析多普勒反射计的数据时,相较于常用的频谱重心(COG)分析方法和相位微分(δ-phase)法,SAS谱分析不仅提高了求取多普勒频移的准确性,同时还可以获取等离子体中波数为k⊥的极向湍流的密度扰动强度和截止层的密度扰动强度。 展开更多

关键词 微波 多普勒反射计 对称-非对称谱数据处理 等离子体旋转 湍流

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三轴速调管放大器自激振荡诊断

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作者 张威 张军 戚祖敏 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期134-137,共4页

为满足X波段三轴速调管放大器(TKA)各腔内部自激振荡的诊断需求,设计了一种结构简单紧凑、无需外部密封结构的新型波导耦合器。利用小孔耦合原理和CST仿真软件,针对TKA中常见的自激振荡TE61模式,对该耦合器的耦合特性进行了理论分析和... 为满足X波段三轴速调管放大器(TKA)各腔内部自激振荡的诊断需求,设计了一种结构简单紧凑、无需外部密封结构的新型波导耦合器。利用小孔耦合原理和CST仿真软件,针对TKA中常见的自激振荡TE61模式,对该耦合器的耦合特性进行了理论分析和仿真设计。结合PIC方法,建立了利用该耦合器诊断TKA同轴漂移管内传输微波频谱特性的物理模型。通过仿真计算,验证了所设计的耦合器用于TKA自激振荡诊断的有效性。 展开更多

关键词 三轴速调管放大器 漂移管 自激振荡 波导耦合器 电磁场诊断

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微波等离子体条件下甲烷的偶联反应

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作者 徐春蕾 董家騄 +2 位作者 杨鸿生 孙德坤 杨春 《南京师大学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2004年第4期55-58,共4页

运用微波等离子体技术 ,在多模谐振腔中研究了甲烷偶联反应 .考察了催化剂、激励器和添加气H2对提高起辉压力 (产生等离子体的压力 )的影响 ,以及常压下H2 /CH4 摩尔比、流速和微波辐照时间对甲烷偶联反应的影响 .结果表明 ,激励器比催... 运用微波等离子体技术 ,在多模谐振腔中研究了甲烷偶联反应 .考察了催化剂、激励器和添加气H2对提高起辉压力 (产生等离子体的压力 )的影响 ,以及常压下H2 /CH4 摩尔比、流速和微波辐照时间对甲烷偶联反应的影响 .结果表明 ,激励器比催化剂更利于提高起辉压力 ;添加气H2 对减少积碳和提高起辉压力均有显著作用 ,使反应可在常压下操作 .常压下 ,经优化反应条件 ,甲烷转化率可达 83 .9% ,乙炔收率可达 65 .9% . 展开更多

关键词 微波等离子体 甲烷偶联 激励器

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微波电子回旋共振等离子体的阻抗特性分析

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作者 胡海天 邬钦崇 《真空科学与技术》 CSCD 北大核心 1997年第3期194-197,共4页

基于微波电子回旋共振（ECR）等离子体中的物理和化学性质变化会引起微波传输线阻抗的变化，采用微波三探针研究了ECR等离子体的微波阻抗随装置运行参数的变化情况，并通过一个简单的放电等效电路将阻抗的变化和等离子体性质的变化联系... 基于微波电子回旋共振（ECR）等离子体中的物理和化学性质变化会引起微波传输线阻抗的变化，采用微波三探针研究了ECR等离子体的微波阻抗随装置运行参数的变化情况，并通过一个简单的放电等效电路将阻抗的变化和等离子体性质的变化联系起来。实验结果表明，通过对ECR等离子体进行阻抗特性分析，可以在不对其产生干扰的情况下了解其性质的变化。阻抗特性分析为ECR等离子体的机理研究提供了一种新的诊断途径，有利于ECR等离子体工艺的推广和应用。 展开更多

关键词 电子回旋共振 等离子体 微波阻抗 诊断

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EAST装置上W波段多道极向相关反射仪的研制

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作者 吴茗甫 文斐 +11 位作者 向皓明 张涛 刘子奚 王嵎民 李恭顺 耿康宁 钟富彬 叶凯萱 黄佳 韩翔 张寿彪 高翔 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期241-247,共7页

在EAST装置上安装了X模极化W波段多道相关反射仪,用于测量等离子体芯部密度涨落。该诊断利用低损耗(<3dB)多工器将4个不同频率(79.2GHz,85.2GHz,91.8GHz和96GHz)的微波耦合在一起,通过同一个天线发射。反射波由两个极向分离(~5cm)的... 在EAST装置上安装了X模极化W波段多道相关反射仪,用于测量等离子体芯部密度涨落。该诊断利用低损耗(<3dB)多工器将4个不同频率(79.2GHz,85.2GHz,91.8GHz和96GHz)的微波耦合在一起,通过同一个天线发射。反射波由两个极向分离(~5cm)的天线接收,通过下变频技术实现外差测量。通过对两个极向天线接收的信号进行相关分析,获得芯部湍流垂直速度。对2018年低约束模式(L模)放电进行分析发现,在电子回旋共振加热(ECRH)等离子体中,芯部湍流垂直速度在电子逆磁漂移方向。而在注入同向中性束(co-NBI)后,芯部湍流垂直速度变为离子逆磁漂移方向。 展开更多

关键词 相关反射仪 芯部湍流 密度涨落 湍流速度

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CFETR微波诊断预研与设计进展

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作者 屈浩 韩翔 +4 位作者 高翔 张涛 王嵎民 杨曜 李恭顺 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期41-47,共7页

针对最新的中国聚变工程实验堆(CFETR)零维物理设计参数,对微波诊断进行了研究以及设计工作。为了能够得到完整的密度分布,微波反射计需要同时在高场侧和低场侧进行测量,并采用寻常模以及左旋和右旋非寻常模结合的方式。电子回旋辐射一... 针对最新的中国聚变工程实验堆(CFETR)零维物理设计参数,对微波诊断进行了研究以及设计工作。为了能够得到完整的密度分布,微波反射计需要同时在高场侧和低场侧进行测量,并采用寻常模以及左旋和右旋非寻常模结合的方式。电子回旋辐射一次谐频的寻常模用来测量芯部电子温度分布,而二次谐频的非寻常模测量能提供边缘温度分布。为了验证新技术在CFETR上的可用性,EAST装置上发展了基于频率选择表面的多波段耦合器,为CFETR的多波段耦合的技术需求提供了可行的预研解决方案。 展开更多

关键词 微波诊断 反射测量 电子回旋辐射测量 CFETR

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等离子体的三频点微波透射衰减诊断方法 被引量：4

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作者 王甲寅 时家明 +1 位作者 袁忠才 许波 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期621-624,共4页

依据微波在等离子体中的传播特性,并利用微波透射非磁化等离子体时在三个相邻频率点的透射能量衰减值,可同时诊断等离子体中的电子密度和电子碰撞频率。使用该方法对100-700 Pa范围内氦气辉光放电等离子体进行了诊断,选择6.2,6.8和7.4GH... 依据微波在等离子体中的传播特性,并利用微波透射非磁化等离子体时在三个相邻频率点的透射能量衰减值,可同时诊断等离子体中的电子密度和电子碰撞频率。使用该方法对100-700 Pa范围内氦气辉光放电等离子体进行了诊断,选择6.2,6.8和7.4GHz三个频率点,并与使用双探针诊断的诊断结果进行比较。结果表明：两种诊断方法所得碰撞频率基本一致;微波透射衰减法诊断出的电子密度值与探针法的诊断结果在同一数量级（10^16 m^-3）,但前者约是后者的1.67倍。最后对造成这一差异的原因进行了分析。三频点微波透射衰减诊断方法可用于较高气压及其它静电探针使用受限的环境下,并且可以采用能量较小的微波,不会对等离子体本身造成显著影响,适用于等离子体的初步诊断。 展开更多

关键词 等离子体 微波 透射衰减 诊断 电子密度 碰撞频率

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