HL-2M装置CO_(2)色散干涉仪研制

研制了一套新型CO_(2)激光色散干涉仪用于HL-2M装置初始放电期间的电子密度测量。该系统采用基于激光倍频的色散测量原理,能够消除机械振动产生的相位误差。该系统使用全新的调相式信号调制,研发了相应的数据采集/处理/上传系统。根据实验测量结果表明,CO_(2)激光色散干涉仪和微波干涉仪测量曲线基本一致,色散干涉仪系统的测量精度约为2×10^(17)m^(-3),密度测量上限能达到1010^(21)m^(-3)。

基于FPGA的CO_(2)色散干涉仪数据采集卡设计

为了满足托卡马克装置放电后CO_(2)色散干涉仪中数据离线分析需求,本文设计了基于PXIe平台的数据采集卡。该采集卡选用了采样率为20MS/s的ADC,使用了FPGA作为数据传输与处理的主要芯片,通过PXIe总线以直接内存访问(Direct Memory Access)的方式将实时采集数据传输到主机端。测试结果表明,该采集系统单卡测试带宽可达到2GB/s,远远满足ADC数据80MB/s的带宽,能够稳定地将实时采集数据完整地传输到主机中,完全符合离线分析性能需求。

基于电感耦合等离子体源的CO_(2)色散干涉仪搭建和测试

在电感耦合等离子体源(ICP)装置上成功地搭建了一套没有减震系统的水平单道测量的CO_(2)色散干涉仪,用以测量等离子体的弦积分电子密度,并且与HCN干涉仪结果作对比,证明了CO_(2)色散干涉仪的可行性。

CO_(2)色散干涉仪上相位差校正方法的研究

为了消除CO_(2)色散干涉仪运行过程中光学弹性调制器产生的参考信号与光电探测器产生的测量信号之间传输的不同步性对等离子体密度测量结果的影响,提出一种基于正交解调的相位差实时校正算法,保证了参考信号与测量信号传输的同步性。将此相位差校正算法在FPGA上实现,从而实现了数据的实时处理。实验结果表明,该相位差校正算法进一步提升了测量结果的精度,测量精度可达0.7°。

角色散FP干涉测速技术应用与分析

发展了固定腔结构的角色散FP干涉测速系统,干涉仪结构紧凑,采用固定腔标准具,实现了干涉条纹永久免调,并且条纹常数的标定非常简单。该系统可用于靶面反射光强动态变化很大的场合,在电炮驱动Mylar膜飞片实验中,光强变化达100倍时仍然获得了很好的结果。分析了标准具厚度误差、标准具端面不平行、干涉条纹动态展宽和扫描图像畸变等因素对系统测量精度的影响以及系统的速度和时间分辨能力。