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《华中科技大学》 2005年
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远红外DCN激光器的输出特性研究

高丽  
【摘要】:高温等离子体的电子密度是热核聚变等离子体研究中的一个重要物理量,测量等离子体电子密度的方法主要是应用电磁波在等离子体中的传播特性和技术。作为托卡马克诊断手段,电磁波波长的选择受到一定限制,波长范围为0.1-1mm的远红外波段符合密度测量的要求。远红外激光干涉仪已经成为高温等离子体诊断技术中的常规装置,而作为干涉仪光源的远红外激光器是不可缺少的一个研究对象,在所有用直流辉光放电激励的激光器中,DCN激光器的输出功率是最大的。本文介绍了电磁波在等离子体中的传播特性以及用远红外激光干涉仪测量托卡马克等离子体密度的原理,参加了一台波导型直流辉光放电激励的DCN激光器及其相关组件的研制,该DCN激光器的谐振腔长3.4 m,放电长度为3m。通过对DCN激光器的功率输出特性的研究,对其工作参数,包括气体配比、放电电流、激光管壁温度、气压进行了优化,用一种新的混合气体(N2、CD4、D2)作为激光工作物质实现了功率的稳定输出,激光管壁没有附着物生成,最大输出功率为160mw; 通过对DCN激光器的模式输出特性的研究,确定了其输出波长,并得到了该激光器输出光束的束腰的位置和直径,发现DCN输出光束的远场光强分布具有很好的高斯分布特性。基于高斯光束的传输理论进行了DCN激光干涉仪的相关光学元件以及光路的设计,初步建立了一台单道DCN激光干涉仪并开展了相关实验研究。本文的研究为EAST超导托卡马克上多道DCN激光干涉仪的建立提供了重要的参考价值和强有力的可行性论证依据。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TN248

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