等离子体诊断

摘要： 基于范围管理相关理论及研究成果,从制定范围管理计划、收集需求、定义范围、制定工作分解结构(WBS)等过程,对中国科学院合肥物质科学研究院大科学装置EAST诊断系统的升级改造工程实践展开分析探讨,提出明确工作分解结构负责人、及时开展范围确认以及加强质量管理意识等改进和优化建议。

摘要： 复杂(尘埃)等离子体能够作为实验室物理模型系统,在宏观条件下研究凝聚态物质在原子分子尺度上的结构与动力学过程,以及相动力学和统计热力学过程,揭示复杂物理过程的微观机制。大尺度均匀三维复杂等离子体的制备需要微重力条件。综述选取近年来依托国际空间站PK-3 Plus复杂等离子体实验室开展的“行”结构组织与演化、尘埃声波与孤波在界面的传输、光泳驱动现象、马赫锥与界面波的形成4个具有代表性的实验研究,介绍空间站微重力二元分相复杂等离子体实验研究进展。

摘要： 开展了水中铜丝电爆炸引燃铝粉悬浮液的实验研究,将铝粉悬浮液置于有机玻璃管中,同轴心方向穿过200μm的金属铜丝,经脉冲功率驱动后快速相变发生电爆炸为铝粉爆燃提供反应条件。通过比对不同质量球状铝粉(μm粒径)的悬浮液在相同脉冲电容器储能条件下的放电和冲击波参数,获得了电爆炸驱动铝粉放电特性和冲击波增强效应的规律。实验发现,电爆炸起爆铝粉的冲击波有两个明显的波峰,分别对应于金属丝电爆炸(一次冲击波)和由产物气体胀裂管壁产生的二次冲击波,且铝粉爆燃对二次冲击波的增强效应非常显著,在300 mg铝粉的悬浮液环境中,二次冲击波峰值达到2.77 MPa,是无铝粉添加环境中二次冲击波的2.25倍,冲击波冲量增强了约50%。对不同储能条件下200 mg铝粉的悬浮液环境中金属丝爆的冲击波进行了对比研究,发现随着驱动源储能的增加,电爆炸引发的主冲击波和二次冲击波压力均逐渐增大,600 J时分别达到了3.17和1.91 MPa,冲击波冲量也随储能增加而增加,在600 J储能条件时的冲量为41.12 Pa·s,储能条件约300 J时20.24 Pa·s冲量的2倍。

摘要： 高约束模式对改善等离子体约束有着重要意义,但目前主要依赖人工进行模式识别,其效率低、成本高,导致核聚变装置中大量的诊断数据没有得到充分分析.为了解决这个问题,本文将机器学习中的谱聚类算法应用到EAST托卡马克装置上的电子回旋辐射成像、一维诊断系统电子回旋辐射计、磁探针、软X射线和快辐射等不同诊断系统的数据上,在时域及频域上识别出了锯齿模,验证了谱聚类方法的迁移性及准确性,解决了监督学习在数据处理上迁移性差以及需要依赖大量标签数据的问题.此外,本文实现了特定模式的筛选;最后利用电子回旋辐射成像及磁探针数据发现了一种可能的新模式,为新模式探索提供了一种新思路.

摘要： 在稳态近似下,通过构建三能级体系碰撞辐射模型,解析研究了电四极(E2)跃迁对等离子体中离子能级布居的影响.研究发现,随着原子序数增加,E2跃迁速率逐渐增强,E2跃迁在低电子密度条件下对离子能级布居的影响愈发显著.进一步地,以电子束离子阱中类铁钼(Z=42)和铀(Z=92)等离子体为例,数值求解了包含不同退激通道的离子能级布居.在此基础上,分析了考虑E2退激通道导致的能级布居变化对基组态磁偶极(M1)跃迁线强比的影响,并指出在利用高离化态离子M1跃迁线强比进行等离子体电子密度诊断时E2退激发通道的重要性.

摘要： 近年来,太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)被用于多种等离子体源的电子密度诊断研究中,但其可靠性程度评估工作开展较少,亟需补齐相应研究。本文将THz-TDS用于诊断电感耦合等离子体源(ICP)的电子密度,ICP驱动频率为13.56 MHz,功率为250~400 W,工作介质为氩气,气压为30~99 Pa。诊断结果显示电子密度随输入功率和气压单调递增,电子密度范围为10^(13)~10^(14)cm^(-3)。同时,利用COMSOL Multiphysics构建漂移扩散模型对该条件下等离子体电子密度进行数值计算研究。结果显示:实验测量与数值计算的电子密度值定量吻合较好,且两者随气压变化趋势一致。证实了THz-TDS应用到等离子体诊断领域中具有可靠性高、稳定性好等优异特性,具有非常广阔的发展潜力。

摘要： 发展精密X射线诊断技术对于惯性约束聚变(ICF)物理过程的研究具有重要意义。本文对同济大学精密光学工程技术研究所在高性能多层膜掠入射X射线光学方面的最新进展进行了较全面的介绍。针对ICF高时空分辨、能谱分辨和高集光效率诊断需求,从多通道掠入射X射线成像技术、多层膜掠入射X射线成像技术及应用效果几个方面,对目前研究进展进行了系统介绍。在多通道掠入射X射线成像方面主要介绍高分辨多通道KB成像系统及其高精度在线装调技术。在实现空间分辨优于5μm、十六通道成像的基础上,采用“物-诊断物镜-像”的高复位精度集成指示技术,有效保障了多通道KB系统的装置应用效果。在多层膜掠入射X射线成像方面,本文主要介绍多层膜分光器件的能谱调控和制备技术以及系统的精密瞄准技术。目前,多套基于多层膜阵列器件的多能谱X射线诊断设备已在激光装置上得到广泛应用,空间分辨率在3~5μm,诊断能点达到4个,技术指标显著优于国外同类器件,为国内ICF诊断提供了有力支撑。

摘要： 极紫外正入射光学系统广泛应用于生物结构显微成像、等离子体诊断、太阳物理观测和极紫外光刻等领域中,对其开展深入研究具有重要意义。本文对同济大学精密光学工程研究所在极紫外正入射光学系统方面的最新进展进行介绍,列举了应用于超热电子诊断、微纳成像、极紫外辐照损伤及Z箍缩等离子体诊断等不同场景中的多套正入射光学系统。这些系统分别在相应的应用中实现了优异的性能表现:毫米级视场内微米级的空间分辨;几十微米级视场内亚微米的超高空间分辨;大数值孔径下的超高能量密度极紫外辐照及多能点多通道的时空间诊断。研究所在极紫外正入射光学系统研究中取得的进展为我国等离子体诊断设备的自主可控及高端制造装备的技术储备提供了有力支持。

摘要： 激光作用锡靶等离子体极紫外光转换效率与等离子体特性密切相关.为了对等离子体特性进行诊断,设计了一种用于激光等离子体诊断的朗缪尔探针,取得了不同激光能量下产生的锡等离子体电子温度与电子密度的时间演化.结果表明,能量为58.1mJ的激光产生的等离子体峰值电子密度约为4.5×1011 cm-3,最大电子温度为16.5eV,均随激光能量减少而降低,与发射光谱法所测的电子温度演化趋势一致.该研究为激光等离子体极紫外光源提供了一种新的简单快速诊断方法,有利于对激光等离子体的极紫外光源的参量进行优化.

摘要： 为了在EAST装置上开展高参数放电条件下边界杂质辐射的实验研究,发展了真空紫外(VUV)光谱诊断系统.该系统采用了焦距为200mm的Seya-Namioka型VUV光谱仪,并配备了600g·mm-1凹面全息光栅,所能观测的波长范围为50～700nm,覆盖真空紫外、近紫外和可见光波段.系统在垂直方向的观测范围为Z=-350～350mm.利用该系统开展了EAST边界杂质谱线的实验研究.通过分析CⅣ(154.8nm)杂质和FeⅡ(235nm)的谱线强度的时间演化行为,验证了该系统谱线强度测量的准确性与可靠性.通过分析CⅠ(365.2nm)杂质辐射强度在加热功率调制下的时间演化行为,验证了该系统研究较短时间尺度的杂质辐射行为的可行性.

摘要： 在激光惯性约束聚变"快点火"过程中,超短脉冲强激光与等离子体相互作用产生的超热电子是将能量传输到靶丸高密度燃料区并加热氘氚离子实现点火聚变的载体,其空间分布、传递的方向性及靶对热电子约束导向作用是聚变点火能否实现的关键.有效检测超热电子的空间分布对于设计靶的结构、优化实验参数具有重要的意义.超热电子传输过程中会产生大量的极紫外射线.采用极紫外成像技术对靶进行检测，能够获得超热电子的空间分布、输运等重要的物理信息。在极紫外波段，传统的透射式系统对极紫外光具有严重的吸收，无法进行成像。基于多层膜的反射式成像系统对极紫外光具有较高的反射率，能够获得高亮度的极紫外辐射图像，己成为超热电子诊断的关键技术。基于多层膜的两镜反射式Schwarzschild显微成像系统能够在极紫外波段获得较高的反射率，并且具有分辨率高、集光效率高的优势，己在等离子体诊断领域得到广泛的应用。介绍了一种用于等离子体诊断的极紫外波段Schwarzschild显微成像系统以及利用该系统开展的超热电子诊断实验。

摘要： 对金、钨及邻近元素高离化态离子等离子体光谱的研究是聚变等离子体的一个研究热点.通过分别使用170ps和1Ons Nd:YAG激光器,本文研究了金、铪和钽离子在1～7nm波段等离子体光谱随着激光强度的变化关系.通过比较已经的光谱和所获得的光谱及理论计算,一些来自于4f-5g跃迁所形成的特征光谱被发现,这些特征光谱可能有助于聚变等离子体诊断.

摘要： 本文首先介绍光腔衰荡光谱(CRDS)检测技术的原理，然后分别对国内外的近期研究进展进行介绍，包括了等离子体诊断方面的新颖的应用，对于大气中各类污染物，氮氧化物，乙炔，二氧化碳，气溶胶，汞等进行实时检测，CRDS技术应用在这些场合能够达到很高的精度和检测极限，各类CRDS测量装置针对不同的测量对象和取样条件会有不同的改进方法，在测量方案后提出了一些对CRDS的展望与设想。

摘要： 本文介绍利用球形朗缪尔探针进行低密度等离子体特性探测的仪器设计方案。朗缪尔探针是空间环境等离子体探测的一种成熟技术，当探针被钳制在一定电压下，等离子体带电粒子撞击在探针表面会形成电流随着电压的扫描变化，可以得到探针在等离子体中的I-V特性曲线，通过对该曲线的分析可以得到等离子体的特性参数。本文设计的仪器针对空间环境中低温低密度的等离子体环境，因此具备以下特点：通过特殊的控制电路增大了扫描电压范围，并可通过指令调节，最大可达-100V到+100V的电压扫描范围；收集电流分辨率可以达到6nA；可实现电子密度1010/m3~1012/m3，电子温度1ev~10ev的等离子体环境探测。

摘要： ITER(国际热核聚变实验堆)偏滤器朗缪尔探针是测量靶板附近的等离子体温度、密度和离子流通量,并诊断偏滤器靶板等离子体运行模式的诊断装置.与偏滤器相同,该探针属ITER聚变堆中面向等离子体的部件,工作于恶劣的热核聚变反应条件并承受最大的热流密度,使用ANSYS软件对偏滤器探针进行热分析,并对不同模型进行对比,获得了探针热力学工况的基本特点,可为ITER偏滤器朗缪尔探针的工程设计提供参考.

摘要： 在聚变和燃烧等离子体(如ITER和DEMO)中,大功率辅助加热和聚变产生的快粒子会产生聚变中子.随着磁约束辅助加热功率的加大和等离子体参数的提高,聚变产物辐射防护、装置安全等诸多问题日益引起了科学家的兴趣和关注.为了解聚变装置周围聚变中子的能谱和剂量,人们正发展多种中子、γ射线监测手段.在这篇文章中,将介绍HL-2A装置上中子多球能谱仪的研制,主要包括:探头的选型,慢化体的匹配,核电子学的设计,中子多球能谱的模拟和测量等.在HL-2A装置上建立高分辩的聚变中子能谱测量仪，用于HL-2A上聚变中子的能量时空分布演化测量。掌握聚变中子能谱测量方面的先进方法和技术，在HL-2A/2M装置上开展高参数、高约束运行状态下的高能快粒子不稳定性特征实验研究提供强有力的诊断工具。

摘要： 在聚变和燃烧等离子体(如ITER和DEMO)中,大功率辅助加热和聚变产生的快粒子会产生聚变中子.随着磁约束辅助加热功率的加大和等离子体参数的提高,聚变产物辐射防护、装置安全等诸多问题日益引起了科学家的兴趣和关注.为了解聚变装置周围聚变中子的能谱和剂量,人们正发展多种中子、γ射线监测手段.在这篇文章中,将介绍HL-2A装置上中子多球能谱仪的研制,主要包括:探头的选型,慢化体的匹配,核电子学的设计,中子多球能谱的模拟和测量等.在HL-2A装置上建立高分辩的聚变中子能谱测量仪，用于HL-2A上聚变中子的能量时空分布演化测量。掌握聚变中子能谱测量方面的先进方法和技术，在HL-2A/2M装置上开展高参数、高约束运行状态下的高能快粒子不稳定性特征实验研究提供强有力的诊断工具。

摘要： 在聚变和燃烧等离子体(如ITER和DEMO)中,大功率辅助加热和聚变产生的快粒子会产生聚变中子.随着磁约束辅助加热功率的加大和等离子体参数的提高,聚变产物辐射防护、装置安全等诸多问题日益引起了科学家的兴趣和关注.为了解聚变装置周围聚变中子的能谱和剂量,人们正发展多种中子、γ射线监测手段.在这篇文章中,将介绍HL-2A装置上中子多球能谱仪的研制,主要包括:探头的选型,慢化体的匹配,核电子学的设计,中子多球能谱的模拟和测量等.在HL-2A装置上建立高分辩的聚变中子能谱测量仪，用于HL-2A上聚变中子的能量时空分布演化测量。掌握聚变中子能谱测量方面的先进方法和技术，在HL-2A/2M装置上开展高参数、高约束运行状态下的高能快粒子不稳定性特征实验研究提供强有力的诊断工具。

摘要： 在聚变和燃烧等离子体(如ITER和DEMO)中,大功率辅助加热和聚变产生的快粒子会产生聚变中子.随着磁约束辅助加热功率的加大和等离子体参数的提高,聚变产物辐射防护、装置安全等诸多问题日益引起了科学家的兴趣和关注.为了解聚变装置周围聚变中子的能谱和剂量,人们正发展多种中子、γ射线监测手段.在这篇文章中,将介绍HL-2A装置上中子多球能谱仪的研制,主要包括:探头的选型,慢化体的匹配,核电子学的设计,中子多球能谱的模拟和测量等.在HL-2A装置上建立高分辩的聚变中子能谱测量仪，用于HL-2A上聚变中子的能量时空分布演化测量。掌握聚变中子能谱测量方面的先进方法和技术，在HL-2A/2M装置上开展高参数、高约束运行状态下的高能快粒子不稳定性特征实验研究提供强有力的诊断工具。

摘要： 本文介绍了为HL-2A装置研制的192道(极向24道,径向8道)电子回旋辐射成像(ECEI)系统和64道(极向8道,径向4道,环向2道)微波反射成像(MIR)系统,分别用于测量2维/3维等离子体电子温度和电子密度扰动演化图像.其中,ECEI系统由准光学系统、24道前端天线混频阵列和24道后端电子学组成,工作频率为60-135GHz,径向空间分辨为1cm,极向空间分辨为2cm;MIR系统由准光学系统、四频率微波发射机和16道接收机组成,工作频率为32-38GHz,极向空间分辨为2cm,径向空间分辨为1-2cm.这两套系统目前都已完成实验室的调试与标定,标定结果与模拟结果基本一致.利用发展的ECEI系统在HL-2A装置上首次直接观察到锯齿、撕裂模的空间结构及变化过程.

摘要： 一种等离子体蚀刻方法，包括：第1工序，在惰性气体的等离子体、即第1等离子体(PL1)中将基板(S)吸附于单极式静电卡盘(15)上之后，停止生成第1等离子体；和第2工序，在卤素类蚀刻气体的等离子体、即第2等离子体(PL2)中对基板(S)进行了蚀刻之后，停止生成第2等离子体。然后，在第1工序中，在从单极式静电卡盘(15)向基板(S)施加了正电压的状态下停止生成第1等离子体(PL1)，在第2工序中，在从单极式静电卡盘(15)向基板(S)施加了负电压的状态下停止生成第2等离子体(PL2)。

摘要： 在用氧化铝、稀土族氧化物、聚酰亚胺或聚苯并咪唑中任一种喷镀膜覆盖基材表面的等离子体处理容器内部部件的、随着在等离子体中使用而劣化的喷镀膜上，再喷镀与上述喷镀膜同样的材料。由此，能够使因在等离子体中的使用而表面产生劣化的等离子体处理容器再生得如同新品一样。

摘要： 这里所公开的是一种用于在等离子体室中生成等离子体的等离子体室设置方法。制备多个等离子体线圈，包括第一等离子体源线圈、第二等离子体源线圈和第三等离子体源线圈，该第二等离子体源线圈在其中心部分具有高于第一等离子体源线圈蚀刻速率的蚀刻速率，该第三等离子体源线圈在其边缘部分具有高于第一等离子体源线圈蚀刻速率的蚀刻速率。将第一等离子体源线圈设置在等离子体室上，并蚀刻测试芯片。对测试芯片的每个位置的蚀刻速率进行分析，并基于分析结果利用第二等离子体源线圈或第三等离子体源线圈代替第一等离子体源线圈。

摘要： 一种等离子体蚀刻方法，包括：第1工序，在惰性气体的等离子体、即第1等离子体(PL1)中将基板(S)吸附于单极式静电卡盘(15)上之后，停止生成第1等离子体；和第2工序，在卤素类蚀刻气体的等离子体、即第2等离子体(PL2)中对基板(S)进行了蚀刻之后，停止生成第2等离子体。然后，在第1工序中，在从单极式静电卡盘(15)向基板(S)施加了正电压的状态下停止生成第1等离子体(PL1)，在第2工序中，在从单极式静电卡盘(15)向基板(S)施加了负电压的状态下停止生成第2等离子体(PL2)。

摘要： 本发明的目的在于提供使利用转动等离子体进行的等离子体处理稳定且可以控制、并可以提高等离子体处理质量的等离子体流生成方法、等离子体处理方法、等离子体发生装置和使用它的等离子体处理装置。4个象限（Z1～Z4）中的各频率被设定为7、15、6、20Hz。利用该频率可变，可以使被分割成4个的转动角区域中的等离子体的转动速度不同。由于等离子体（P2、P4）的周向转动速度比等离子体（P1、P3）快，所以可以照射边描绘圆轨道（C）边从等离子体（P1）到（P2）、（P3）、（PB4）周期性变速转动的转动等离子体，可以在第一象限（Z1）～第四象限（Z4）中实施均匀的成膜处理。

摘要： 等离子体处理装置(11)具有：从排气孔(13)向下方侧延伸的第一排气路(15)；与第一排气路(15)的排气方向的下游侧端部连接，在与第一排气路(15)垂直的方向上延伸，在相对于排气方向正交的断面上是宽度方向比上下方向长的横长断面形状的第二排气路(16)；与第二排气路(16)的排气方向的下游侧端部连接，在与第二排气路(16)垂直的方向上延伸的第三排气路(17)；与第三排气路(17)的排气方向的下游侧端部连接，对处理容器(12)内减压的泵(18)；设置在第二排气路(16)内，具有能够封闭第二排气路(16)，且对排气方向的上游侧与下游侧之间的压力进行调整的压力调整用阀板(20)的压力调整阀(21)；设置在第三排气路(17)内，具有进行第三排气路(17)的开闭的关闭阀板(22)的关闭阀(23)。

摘要： 在用氧化铝、稀土族氧化物、聚酰亚胺或聚苯并咪唑中任一种喷镀膜覆盖基材表面的等离子体处理容器内部部件的、随着在等离子体中使用而劣化的喷镀膜上，再喷镀与上述喷镀膜同样的材料。由此，能够使因在等离子体中的使用而表面产生劣化的等离子体处理容器再生得如同新品一样。

摘要： 本发明提供一种抑制了使用初期的微粒产生和其后的碎屑产生的等离子体处理装置用石英部件的加工方法、等离子体处理装置用石英部件和安装有该石英部件的等离子体处理装置。利用例如粒度为320～400#的磨料进行表面加工，除去在进行金刚石研磨以后在用作屏蔽环和聚焦环等的等离子体处理装置用石英部件151上产生的许多裂纹155。然后，再用小粒径的磨料进行表面加工，在维持能够附着并保持堆积物的凹凸的同时，去除破碎层163。

摘要： 根据本发明实施例的等离子体发生器设置为通过防止等离子体到电弧的转变以近大气压的压力产生高密度和稳定的等离子体。该等离子体发生器包括用于设置基板的板状下电极；以及在板状下电极上的圆柱旋转电极，其中圆柱旋转电极包括导电主体和绝缘屏蔽层，导电主体连接到电源且包括在导电主体的外圆周表面上的多个毛细管单元；绝缘屏蔽层由绝缘材料或电介质材料制成，暴露多个毛细管单元的下表面，并且屏蔽其它部分。

摘要： 本发明涉及平面型等离子体诊断装置，其特征在于，包括：发送天线，用于向等离子体施加频率可变的微波；接收天线，用于从上述等离子体接收上述微波；以及本体部，以相互绝缘的方式包围上述发送天线与上述接收天线，上述发送天线的用于施加微波的上部面与上述接收天线的用于接收微波的上部面为平面型，上述发送天线与上述接收天线的上述上部面的侧面相互相向。