DCN双色激光器的研制 - EAST.PPTVIP

DCN双色激光器的研制 报告人: 廖威 指导老师 : 揭银先 高翔 曾龙 2010年12月20日 报告内容 原理介绍 远红外激光偏振仪原理 EAST中DCN双色激光器的设计 双色激光器研制进展与时间规划 参考文献 基本介绍 通常情况下不稳定性的出现和增长速率由感应等离子体电流的分布确定,同时电流分布还决定了输入能量的存储分布.因此详尽地知道电流密度分布是极为重要的，但是直接测量电流密度极为困难. 为了获得关于电流分布的数据,大多数诊断方法靠测定内部磁场和利用安培定律（如下）来间接获得数据. 极向场分布信息的诊断方法 利用软X 射线诊断间接测量 利用从固有杂质发射的光谱线的塞曼效应来获得磁场信息 中性锂束光谱法 不相干汤姆逊散射 中性氢束的运动斯塔克效应（MSE） 远红外激光偏振仪 远红外激光器偏振仪物理原理 利用激光在等离子体中的法拉第旋转作为测量原理的偏振仪已被广泛用于高温等离子体的诊断上。在众多方法中，法拉第旋转测量由于它在技术上易于实现和运行方便等优点受到人们的关注。 法拉第旋转测量 法拉第旋转测量是基于线偏振电磁波在磁化等离子体中沿磁场方向传播时振动面发生旋转这一现象,仅取决于介质的微观结构,与外磁场无关,同时法拉第转角的大小与磁场强度成正比，旋转方向仅与磁场方向有关，它不因为传播方向的反转而改变，测量的核心公式为 各种远红外激光偏振仪 1. Rice理论 缺点:实验参数不稳定,信号的带宽受载波分离的限制 2.法拉第旋转角从振幅中提取 缺点:虽然光路简单,实验设备要求不高,但检测信号很小,精度不高;同时要求系统噪声小,必须使用锁相放大器 各种远红外激光偏振仪 3.法拉第旋转角从相位中提取 优点是其测量精度高,信号处理简单.缺点是旋转角提取方案复杂,需要较大改动干涉仪 各种远红外激光偏振仪 4 .三激光器系统 该偏振仪优点是光路简化,元件和探头少,功率大,时间分辨率好,缺点是激光系统较复杂,信号处理难度大 各种远红外激光偏振仪 EAST中DCN双色激光器的设计 采用三激光器系统的升级方案 为了简化光路第三频率将由光栅调制产生，这样我们将使用双色激光器作为其光源，双色激光器两激光器的频差为MHz 级。 双色激光器由两个DCN 激光器组成，整套系统可以利用公式 通过改变两者的腔长差从而产生MHz 的频率。稳定性十分好，用这种方法调制频率会使干涉仪系统的时间分辨率比机械调制法快很多 三激光器系统测量原理 三束激光进入等离子体前分别表示为 经等离子体后三束激光表示为： 其中， 和 分别表示左旋圆偏振波和右旋圆偏振波在等离子体中的波数。 取其x 方向信号，探测器上探测到的信号为 入射波通过等离子体增加的相位为 ，产生的法拉第旋转角为α，由 即可从信号中得到得到我们所要的相位为 和产生的法拉第旋转角为α。 三激光器系统测量原理 双色激光器原理图 （1）采用带负反馈的加热带代替油浴恒温器来稳定腔长 （2）利用计算机远程控制气体流量计 （3）利用计算机远程或者其他辅助手段来调节腔长 另外，建立双色DCN 激光差频信号的检测和处理系统，实现实时反馈控制压电陶瓷精密调节腔长这一过程从而保证激光器输出频差稳定。 双色激光器稳频预计方案 EAST中远红外偏振仪的光路 EAST中远红外偏振仪的光路 EAST中偏振仪的信号处理 EAST中偏振仪的信号处理 已有基础 HCN激光干涉仪 三道/五道干涉仪 计算机远程控制实现稳腔 DCN激光干涉仪 五道干涉仪 DCN激光光路湿度控制 光栅调制技术