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HT-7 密度调制实验的研究. 报告人 : 廖威 指导老师 : 揭银先 高翔 曾龙 2011 年 12 月 7 日. 报告内容 激光器研制的进展 （一） 阴极的选取，放电持续时间以及切换阴极工作模式的调研 （二 ） 放电过程气体实验配比测试结果 HT-7 上关于密度调制的实验结果 后续规划 参考文献. 激光器研制的进展 通过三个工作周反复的对 LaB 6 阴极和钽棒这两种阴极放电持久性实验，得出了在一些特殊参数下，两种阴极稳定放电的持续时间。同时，在切换阴极的时候对一些特殊的伴随现象也做了相应的统计。 - PowerPoint PPT Presentation
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HT-7HT-7密度调制实验的研究密度调制实验的研究
报告人 : 廖威
指导老师 : 揭银先 高翔
曾龙
2011 年 12 月 7 日
报告内容 激光器研制的进展 （一） 阴极的选取，放电持续时间以及切换阴极工作模式的调研 （二 ） 放电过程气体实验配比测试结果
HT-7 上关于密度调制的实验结果
后续规划
参考文献
激光器研制的进展 通过三个工作周反复的对 LaB6 阴极和钽棒这两种阴极放电持
久性实验，得出了在一些特殊参数下，两种阴极稳定放电的持续时间。同时，在切换阴极的时候对一些特殊的伴随现象也做了相应的统计。
选定钽棒阴极的情况下，对放电气体的配比进行了调研工作。得出了最佳激光器功率输出对应的气体配比值。
1. 阴极的调研工作 对于激光器加载的工作气体，白天（ 8:30-17:00 ）采用
HCN 气体，夜间工作采用 He 气体。
值班人员从激光器换气的时间开始计数，每隔两小时去大厅记录激光器的运行数据，包括气压计读数，阳极输出电压，输出电流并记下激光器运行状况
实验运行过程中，阴极处于比较稳定的状态。钽棒的放电模式转到 LaB6 放电模式的时候偶尔会伴随着阴极打火的现象
对于日间工作时间，钽棒放电，激光器的参数设定如下范围可处于稳定运行的状态。
气压 输出电流 阳极电压 输出电压 4.0-7.0 (Pa) 0.4-0.6 (A) 1.5-1.8 （ k
V ） 2.2-3.8 （ kV ）
放电工作模式的切换 工作日 8.29 8.30 8.31 9.1 9.2
钽棒放电时间
6h 6.5h 2.5h 5h 2.5h
放电模式转换到 LaB6
伴随现象
阴极偶尔打火（稳定）
输出电压变低（稳定）
阴极未见打火（较稳定）
阴极底部打火（较稳定）
转换后阴极零星打火，后面的两小时持续打火，工作不稳定
气压： 输出电流：（转换参数）
6.7Pa0.6A
6.4Pa0.7A
3.4Pa0.4A
6.3Pa0.45A
7.0Pa 0.5A
总结：
一、钽棒放电运行时间取 4-5 小时为佳，可能便于后面的放电模式比较稳定的运行
二、参数根据图一可以设定在稳定运行的范围
三、数字示波器关于模式转换时对应的峰值信号可以更加方便地提供输出功率的变化信号
2. 工作气体的配比实验
另外一组气体的配比研究
最佳配比值对应的输出功率
总结：
确定最佳配比为 He ： CD4 ： D2 ： N2=2 ： 3 ： 5 ： 3 。
输出功率随管内压强变化非常大，在管内压强为 31Pa 时输出功率达到最大值。
HT-7 上密度调制的实验结果
IP=130kA, Bt=3800A, density measured by FIR interferometer system
Low density --1.5x1019 m-3 High density --2.2x1019 m-3
Density modulation experiment
13
The estimation of particle source by IDL program14
Density modulation experiment
Density modulation experiment
The calculation of transport coefficients: diffusion coefficient (D) and convection velocity (V) (two shots: under different density)
Low density - shot 112671 High density - shot 11283815
Density modulation experiment
The calculation of transport coefficients: diffusion coefficient (D) and convection velocity (V) (two shots: under different density)
Shot <ne> ( x1019 m-3)
D (m2/sec) V0 (m/sec)
112671 1.5 0.47 -2.5
112838 2.2 0.21 -3.6
16
The Comparison
shot <ne>(x1019 m-3) D (m2/sec) V0 (m/sec)
67938 1.5 0.42 4.7
67941 2.2 0.28 -0.4
shot <ne>(x1019 m-3) D (m2/sec) V0 (m/sec)
112671 1.5 0.47 - 2.5
112838 2.2 0.21 -3.6
Experiment results without lithium coating in 2004
Experiment results with lithium coating in 2011
Point 1Point
1
Point 2
18
后续研制规划
2011 年 12 月 -2012 年 1 月 , 完成光路设计的准备和调研工作，并且实现激光器的双通道的出光 ;
2012 年 2 月 -2011 年 3 月 , 进行激光器测试 , 调整 , 初步解决稳频问题 ;
2012 年 4 月 完成激光器的稳定设计与后续工作
2012 年 4 月 -5 月 完成课题的总结工作和论文
参考文献• [1] D.Veron, Infrared and Millimeter Waves ,Vol.2, Edited by
K.J.Button, Academic Press, New York, 1979. 67-135• [2] A.D.Craig, Plasma Physics, Vol.18, Pergamen Press, 1976. 777-
790• [3] C.A.J.Hugenholtand B.J.Meddens, Rev.Sci.Instrum., 53,171,1982.• [4]Sung K.Kim, D.L.Brower, et al,Rev.Sci.Instrum., 59(8),1988.• [5]G.Braithwaite,et al, Rev.Sci.Instrum.,60(9),1989.• [6]K.Kawahata,et al, Rev.Sci.Instrum., 60,3734,1989.• [7]C.H.Ma,et al, Rev.Sci.Instrum.,61(10),1990.• [8]B.W.Rice, Rev.Sci.Instrum., 63,5002,1992.• [9]C.H.Ma, et al, Rev.Sci.Instrum., 66,376,1995.• [10]A.C.Van Lammeren,et al, Rev.Sci.Instrum., 61,1882,1990.
• [11]G.A.hallock, M.L.Gortman, Rev.Sci.Instrum., 63,4987,1992.• [12]Y.Jiang and D.L.Brower, Rev.Sci.Instrum., 66,852,1995.• [13]E.J.Doyle,J.Howard,W.A.Peebles,and N.C.Luhman, Rev.Sci.Instrum. ,
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Varenna, 1986,Vol.2,p.343.• [15]M.Makiuchi et al,IEEE J.of Quantum Electonics,QE—19,1115,1983.• [16] 张连根， 中国科学院等离子体物理研究所硕士论文， 1989 。• [17] 高 翔， 中国科学院等离子体物理研究所博士论文， 1996 。• [18] 杨 坤， 中国科学院等离子体物理研究所硕士论文， 1999 。• [19] 揭银先， 中国科学院等离子体物理研究所硕士论文， 2002 。• [20]S.Okajima,K.Kawahata,T,Tetsuka et al., Digest of 11th Int.Conf. on IR
and MM waves, Pisa, p.249(1986).
谢谢 !
