EAST上电荷交换复合光谱诊断波长标定研究  

Wavelength Calibration of Charge Exchange Recombination Spectroscopic Diagnostic System on EAST

作　　者：尹相辉[1,2] 李颖颖[2] 符佳[2] 江堤[2,3] 冯双园 钟刘军[4] 吕波 叶民友[1] 万宝年[2] 

机构地区：[1]中国科学技术大学核科学技术学院,安徽合肥230026 [2]中国科学院等离子体物理研究所,安徽合肥230031 [3]安徽大学物理与材料科学学院,安徽合肥230601 [4]中国科学院安徽光学精密机械研究所

出　　处：《光学学报》2016年第6期310-315,共6页Acta Optica Sinica

基　　金：中日韩A3前瞻计划项目(11261140328);国家自然科学基金(11405212);国家磁约束核聚变发展研究专项(2013GB112004;2015GB103001);合肥物质科学技术中心方向项目培育基金(2014FXCX003)

摘　　要：电荷交换复合光谱诊断(CXRS)是在核聚变装置上测量离子温度和旋转速度分布的常规诊断方式之一。通过测量等离子体中完全电离的碳离子(C6+)与高能中性氘之间发生电荷交换辐射出的碳谱线(C VI,529.059nm,n=8→7)的多普勒频移来计算C6+的速度,而准确测量的前提是波长的精确标定。介绍了东方超环托卡马克装置(EAST)上CXRS系统的离线波长标定和实时波长标定方法,详细分析了二者的优缺点,针对EAST等离子体及CXRS诊断现状提出了一套应用激光(波长为532.1nm)作为波长实时标定光源的方案,同时对该方法的有效性进行了仿真分析及实验验证。结果表明使用该方案和利用常用标准灯得到的标定结果一致。Charge exchange recombination spectroscopic （CXRS） diagnosis is a routine diagnostic method for the measurement of the temperature and the rotation velocity distribution of ions on nuclear fusion devices. The completely ionized carbon ion Ca^＋ in plasma exchanges charge with high power neutral deuterium and radiates the carbon line （C VI, 529. 059 nm, n = 8→7）. By measuring the Doppler shift of C VI, the velocity of C6＋ can be calculated. Precise wavelength calibration is a precondition [or the accurate measurement of the velocity. The off-line and on-line wavelength calibration methods for the CXRS system on EAST （experimental advanced superconducting tokamak） device are introduced. The advantages and disadvantages of both methods are discussed in detail. Considering the special condition of the EAST plasma and the current situation of the CXRS diagnosis, an on-line calibration method using laser （wavelength 532.1 nm） is proposed. Simulations and experiments are performed for the calibration method and the results are consistent with those obtained via the commonly used calibration lamp.

关 键 词：光谱学 光谱诊断 波长标定 标准灯 激光 光谱仪 

分 类 号：O433.1[机械工程—光学工程] TL651[理学—光学]