用于在等离子体辐照平台中加热聚变材料的激光加热装置

摘要

本发明涉及用于在等离子体辐照平台中加热聚变材料的激光加热装置，属于等离子体应用技术领域，所述激光加热装置包括组合式激光器和腔体，所述腔体内设有样品台，样品台正下方设有石英窗，石英窗与腔体密封连接，所述组合式激光器固定在石英窗正下方，本发明有益效果为激光加热升温速度快，关闭电源可立即停止加热。

说明书

技术领域

本发明涉及用于在等离子体辐照平台中加热聚变材料的激光加热装置，属于等离 子体应用技术领域。

背景技术

近几十年来，随着人类社会的飞速发展，对能源的需求也在日益增加，然而可利 用能源却越来越少，可控核聚变的实现成为当今世界的研究热点，可控核聚变有两大 难题：稳态等离子体问题和反应堆关键材料问题。目前世界上有多个研究小组在开展 这方面的研究工作，然而对低温等离子体模拟辐照聚变堆第一壁材料，以及第一壁材 料辐照损伤机理等方面却少有研究。这类能够实现模拟聚变堆辐照的装置在国内外也 比较少见，材料需要的高温下进行辐照实验，随着激光技术的成熟，用激光进行加热 也应用广泛起来，然而，把激光加热和等离子辐照技术结合起来却很是少见。

用等离子体模拟聚变反应辐照材料，材料需要处于高温的环境中，但普通的加热 方法升温较慢，能源消耗较大，降温又太慢，给实验带来很多不便，使实验误差也相 对较大。随着激光技术的快速发展，激光加热是一种有效解决上述问题的办法。它不 仅加热速度快，节省能耗，还可以实现瞬间加热及瞬间停止，使得实验的模拟更为接 近事实。

发明内容

本发明目的为基于现有技术中等离子体辐照平台中加热装置的不足，提供了一种 激光加热装置，该装置通过调节电流，达到快速改变材料辐照温度的效果。

本发明提供了一种用于在等离子体辐照平台中加热聚变材料的激光加热装置，所 述激光加热装置包括组合式激光器和腔体，所述腔体内设有样品台，样品台正下方设 有石英窗，石英窗与腔体密封连接，所述组合式激光器固定在石英窗正下方。

现有技术中等离子体辐照平台中加热装置升温速度慢、温度低、还涉及加热装置 与腔体密封的问题。

本发明所述组合式激光器产生980nm的高能激光，其电流范围为0～20A，分辨 率为0.1A，最高加热温度为2000℃，升温速率为50℃/s，所述样品台为耐高温的绝缘 材料制成，例如陶瓷样品台，所述石英窗用于通过激光，组合式激光器在腔体外，无 需密封连接。

本发明所述组合式激光器优选为由若干个激光器耦合在一起。

本发明所述激光加热装置优选为还包括准直镜，准直镜通过光纤与组合式激光器 连接，准直镜固定在石英窗正下方。

本发明所述光纤用于传输激光，以降低激光在传输过程中的损失。

本发明所述样品台中心位置优选为设有用于通过激光的通孔。

本发明所述样品台正下方优选为设有用于会聚激光的透镜。

本发明所述激光加热装置应用于等离子体辐照装置，开启组合式激光器，组合式 激光器发出的激光经过光纤、准直镜、石英窗和样品台照在样品上，把样品加热到设 定温度。

本发明有益效果为：

①激光加热升温速度快，关闭电源可立即停止加热；

②加热温度可以调节；

③加热温度高，可以把样品瞬间加热至2000℃；

④加热部件位于腔体外，无需与腔体密封；

⑤节约能源。

附图说明

本发明附图1幅，

图1为用于在等离子体辐照平台中加热聚变材料的激光加热装置结构示意图；

其中，1、组合式激光器，2、腔体，21、样品台，22、石英窗，3、准直镜。

具体实施方式

下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以 任何方式限制本发明。

实施例1

用于在等离子体辐照平台中加热聚变材料的激光加热装置；

所述激光加热装置包括组合式激光器1、腔体2和准直镜3，所述组合式激光器1 由20个激光器耦合在一起，组合式激光器的电流范围为0～20A，分辨率为0.1A，所 述腔体2内设有样品台21，所述样品台21中心位置设有用于通过激光的通孔，样品 台21正下方设有透镜，透镜正下方设有石英窗22，石英窗22与腔体2密封连接，所 述准直镜3通过光纤与组合式激光器1连接，准直镜3固定在石英窗22正下方。