EAST托卡马克法拉第旋转效应测量中的几何相位

发布时间：2022-12-06 04:00

　　本文评估了EAST托卡马克法拉第旋转效应测量中的几何相位量级,并为完成几何相位的测量进行了方案设计和基础实验研究。远红外偏振干涉仪系统是EAST托卡马克上最重要的诊断之一,采用三激光器方案获得等离子体的密度剖面和极向磁场剖面。现有的偏振信号处理仅考虑了依赖于等离子体色散关系的动力学相位的影响,却忽略了依赖于波矢在参数空间内几何性质的几何相位的影响。验证法拉第旋转效应中几何相位的存在是一个基础物理问题；引入几何相位对法拉第旋转效应测量的影响,可以降低系统误差,提高偏振仪的诊断精度。本文基于射线追踪方程组,模拟电磁波在无碰撞冷等离子体中的传播路径,进而通过路径积分得到几何相位的理论值大小。相应的模拟结果表明,在EAST典型参数放电条件下,EAST托卡马克法拉第旋转效应测量中的几何相位小于系统的分辨率,现阶段很难被直接观察到。为了在EAST法拉第旋转测量中实现几何相位测量,我们设计了相应的实验方案：方案一通过系统性能的优化实现几何相位测量；方案二通过增大环向角实现几何相位测量。为了达到实验方案中的测量条件,我们对关键器件角反射镜的反射特性进行了系统研究,并评估了用角反射镜阵列代替单个角反射镜... 

【文章页数】：96 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 研究背景
    1.1 引言
    1.2 物理学中的几何相位
    1.3 偏振干涉仪技术发展
第二章 偏振测量原理
    2.1 偏振态参数
    2.2 偏振态演化方程
    2.3 偏振态演化方程的近似解
    2.4 偏振态测量
        2.4.1 原理
        2.4.2 三激光器偏振干涉仪方案的偏振态测量
第三章 EAST偏振干涉仪法拉第旋转测量中的几何相位
    3.1 偏振干涉仪实验建立
        3.1.1 概述
        3.1.2 激光器功率稳定性和中频稳定性
        3.1.3 采集与信号处理
    3.2 EAST偏振干涉仪系统中的几何相位
        3.2.1 三激光器偏振干涉仪方案中的几何相位
        3.2.2 双程光路对几何相位的影响
        3.2.3 计算方法—射线追踪
        3.2.4 模拟结果：EAST偏振干涉仪中的几何相位
        3.2.5 模拟结果：入射角对几何相位的影响
        3.2.6 讨论
第四章 EAST偏振干涉仪系统的优化：角反射镜阵列
    4.1 前言
    4.2 EAST偏振干涉仪系统中的角反射镜
        4.2.1 角反射镜的结构及位置
        4.2.2 有效反射面积
        4.2.3 直角误差及平整度测量
    4.3 第一镜镀膜对偏振测量的影响
    4.4 角反射镜阵列的应用价值
        4.4.1 第一镜保护结构
        4.4.2 角反射镜阵列
    4.5 角反射镜阵列的应用评估
        4.5.1 阵列转换对远红外光的转换作用
        4.5.2 角反射镜阵列对远红外光反射特性的实验测量
        4.5.3 讨论
第五章 EAST偏振干涉仪测量几何相位的方案
第六章 工作总结
参考文献
攻读博士期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]EAST Tokamak远红外激光偏振干涉仪中频稳定控制方法[J]. 于江涛,李和平,聂秋月,邹志勇,刘海庆,包成玉,揭银先,李占贤.  高电压技术. 2015(09)
[2]Algorithm Validation of the Current Profile Reconstruction of EAST Based on Polarimeter/Interferometer[J]. 钱金平,L.L.LAO,任启龙,万宝年,刘海庆,曾龙,罗正平,K.HANADA,陈大龙,石同辉,孙有文,沈飙,肖炳甲.  Plasma Science and Technology. 2015(01)



本文编号：3711017