切向VUV高速成像诊断系统的数据处理研究
发布时间：2021-10-25 20:48
EAST装置研制了一套高速真空紫外（VUV）望远镜成像系统,该系统主要由三个部分组成:两个（钼）Mo/ （硅）Si多层膜反射镜组成的望远镜系统,微通道板（MCP）和高速CMOS可见光相机。Mo/Si多层膜反射镜可以选择性地测量中心波长为13.5 nm的等离子体辐射。对于EAST托卡马克,该波长主要对应于CVI （n = 4→2）的线辐射。根据一维杂质输运程序,CVI线辐射的峰值主要分布在归化半径ρ∈（0.8,0.95）。因此,可以利用VUV成像系统来研究EAST边界等离子体（包括台基区）等离子体行为。本论文主要内容包括:对VUV成像系统的成像性能开展了系统分析;开发了专门应用于该成像系统的数据分析处理程序,并利用该程序分别对LHD装置和EAST装置上的实验数据进行了分析,并将分析结果与其它诊断结果进行了比较,验证了该程序的可靠性。VUV成像系统实验测得的图像数据里面包含很多有用的信息。其中,扰动数据的频率接近甚至低于噪声频率,奇异值分解（SVD）方法可以从噪声背景下分别提取出扰动数据在时间和空间上的信息。同时,快速傅里叶变法（FFT）可以用于获取扰动数据的频谱信息和等离子体模结构。由于...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：111 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２托卡马克装置原理图??，［４］
?ＥＡＳＴ的大半径为１．８５?ｍ，小半径为０．４５?ｍ，拉长比为１．６－２．０，最大等离子为１．０?ＭＡ，最大环向磁场为３．５?Ｔ，其装置结构示意图如图１．４所示，主要??参数如下表１．２所示。由于ＥＡＳＴ的等离子体位形及采用的主要工程技术基??Ｒ相似，而且相比ＩＴＥＲ其更加灵活，它可以实现包括ＩＴＥＲ标准位形在内的??不同的等离子体位形，因而它的成功经验将对ＩＴＥＲ的建设和研宄产生重要??。??ＥＡＳＴ在１９９８年正式批准并立项，然后进行一系列的工程模拟和参数计算。??后开始工程搭建，８年后进行了首次等离子体实验。到现在为止，ＥＡＳＴ己??功实施了多轮放电实验，并且己经取得了一系列重要的成果，如４００秒长脉??行，超过１００秒的Ｈ模运行等等。在ＩＴＥＲ完成搭建工作前，ＥＡＳＴ是世界??先进的磁约束装置。因为它是世界上唯一一个同时拥有超导线圈和Ｗ偏滤??大型Ｔｏｋａｍａｋ装置，所以在它上面进行的物理实验将具有很重要的意义。??ＥＡＳＴ上主要的诊断有：远红外干涉仪，ＥＣＥ电子温度分布，ＴＳ汤姆逊，??探测器，切向可见光诊断等。??
在环形磁约束装置中，为了中和磁场梯度引起的电荷分离，磁力线必须具有旋??转变换能力。在托卡马克装置中，旋转变换是由等离子体转动而在其内部生成的??磁场和真空腔外部安装线圈提供的纵向，垂直和水平磁场叠加而成的。上世纪??５０年代，Ｌ．?Ｓｐｉｔｚｅｒ教授提出了仿星器的概念［９］，其磁力线所需要的旋转变换，??完全由外部的线圈提供。仿星器一般采用一个螺旋绕组构成，螺旋绕组相邻的导??体中电流方向相反。上世纪８０年代，一类新型仿星器诞生——扭曲器［１Ｇ］。其一??般由螺旋绕组和一个垂直场线圈组成。垂直场主要是用于抵消误差场，来控制等??离子体转动所依附的磁位形。误差场的则是由安装误差和真空壁上形成的涡流导??致的。扭曲器的最大优点是工程要求不高，容易达到，并且能够形成各种各样的??复杂磁位形。还有一类模块仿星器，其螺旋磁场主要由模块线圈和三维变形的环??向线圈共同产生，其最大的贡献是使得去掉螺旋绕组成为可能。??日本的大型螺旋装置（Ｌａｒｇｅ?Ｈｅｌｉｃａｌ?Ｄｅｖｉｃｅ，?ＬＨＤ）?［１１］是目前运行良好的仿星??器之一，其很好的实现了无环电流运行并且获得了相当好的等离子体参数。ＬＨＤ??的大半径为３．９?ｍ，小半径为０．６５?ｍ，最大环向磁场为３．０?Ｔ，其装置结构示意图??如图１．４所示，主要设计参数如下表１．３所示。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]A Tangentially Visible Fast Imaging System on EAST[J]. 贾曼妮,杨清泉,钟方川,曾爱军,卢洪伟,舒双宝. Plasma Science and Technology. 2015(12)
[2]光电系统对空间目标成像建模仿真研究[J]. 谭碧涛,景春元,张新,关小伟. 计算机仿真. 2009(05)
[3]我国超导托卡马克的现状及发展[J]. 李建刚. 中国科学院院刊. 2007(05)
[4]用局部傅里叶变换进行图像融合[J]. 玉振明,毛士艺,高飞. 信号处理. 2004(03)
硕士论文
[1]自聚焦透镜制造技术与性能优化研究[D]. 郎贤礼.西南师范大学 2005
本文编号：3458136
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：111 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２托卡马克装置原理图??，［４］
?ＥＡＳＴ的大半径为１．８５?ｍ，小半径为０．４５?ｍ，拉长比为１．６－２．０，最大等离子为１．０?ＭＡ，最大环向磁场为３．５?Ｔ，其装置结构示意图如图１．４所示，主要??参数如下表１．２所示。由于ＥＡＳＴ的等离子体位形及采用的主要工程技术基??Ｒ相似，而且相比ＩＴＥＲ其更加灵活，它可以实现包括ＩＴＥＲ标准位形在内的??不同的等离子体位形，因而它的成功经验将对ＩＴＥＲ的建设和研宄产生重要??。??ＥＡＳＴ在１９９８年正式批准并立项，然后进行一系列的工程模拟和参数计算。??后开始工程搭建，８年后进行了首次等离子体实验。到现在为止，ＥＡＳＴ己??功实施了多轮放电实验，并且己经取得了一系列重要的成果，如４００秒长脉??行，超过１００秒的Ｈ模运行等等。在ＩＴＥＲ完成搭建工作前，ＥＡＳＴ是世界??先进的磁约束装置。因为它是世界上唯一一个同时拥有超导线圈和Ｗ偏滤??大型Ｔｏｋａｍａｋ装置，所以在它上面进行的物理实验将具有很重要的意义。??ＥＡＳＴ上主要的诊断有：远红外干涉仪，ＥＣＥ电子温度分布，ＴＳ汤姆逊，??探测器，切向可见光诊断等。??
在环形磁约束装置中，为了中和磁场梯度引起的电荷分离，磁力线必须具有旋??转变换能力。在托卡马克装置中，旋转变换是由等离子体转动而在其内部生成的??磁场和真空腔外部安装线圈提供的纵向，垂直和水平磁场叠加而成的。上世纪??５０年代，Ｌ．?Ｓｐｉｔｚｅｒ教授提出了仿星器的概念［９］，其磁力线所需要的旋转变换，??完全由外部的线圈提供。仿星器一般采用一个螺旋绕组构成，螺旋绕组相邻的导??体中电流方向相反。上世纪８０年代，一类新型仿星器诞生——扭曲器［１Ｇ］。其一??般由螺旋绕组和一个垂直场线圈组成。垂直场主要是用于抵消误差场，来控制等??离子体转动所依附的磁位形。误差场的则是由安装误差和真空壁上形成的涡流导??致的。扭曲器的最大优点是工程要求不高，容易达到，并且能够形成各种各样的??复杂磁位形。还有一类模块仿星器，其螺旋磁场主要由模块线圈和三维变形的环??向线圈共同产生，其最大的贡献是使得去掉螺旋绕组成为可能。??日本的大型螺旋装置（Ｌａｒｇｅ?Ｈｅｌｉｃａｌ?Ｄｅｖｉｃｅ，?ＬＨＤ）?［１１］是目前运行良好的仿星??器之一，其很好的实现了无环电流运行并且获得了相当好的等离子体参数。ＬＨＤ??的大半径为３．９?ｍ，小半径为０．６５?ｍ，最大环向磁场为３．０?Ｔ，其装置结构示意图??如图１．４所示，主要设计参数如下表１．３所示。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]A Tangentially Visible Fast Imaging System on EAST[J]. 贾曼妮,杨清泉,钟方川,曾爱军,卢洪伟,舒双宝. Plasma Science and Technology. 2015(12)
[2]光电系统对空间目标成像建模仿真研究[J]. 谭碧涛,景春元,张新,关小伟. 计算机仿真. 2009(05)
[3]我国超导托卡马克的现状及发展[J]. 李建刚. 中国科学院院刊. 2007(05)
[4]用局部傅里叶变换进行图像融合[J]. 玉振明,毛士艺,高飞. 信号处理. 2004(03)
硕士论文
[1]自聚焦透镜制造技术与性能优化研究[D]. 郎贤礼.西南师范大学 2005
本文编号：3458136
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3458136.html
