条纹相机在真空弧离子源等离子体诊断中的应用-强激光与粒子束.PDF

第 卷第 期 强 激 光 与 粒 子 束 ， ２７ ８ Ｖｏｌ．２７ Ｎｏ．８ 　 　 年 月 ， ２０１５ ８ ＨＩＧＨ ＰＯＷＥＲＬＡＳＥＲＡＮＤＰＡＲＴＩＣＬＥＢＥＡＭＳ Ａｕ． ２０１５ 　 ｇ 　 条纹相机在真空弧离子源等离子体诊断中的应用 唐 建， 卢 彪， 伍春雷， 邓春凤， 胡永宏， 温中伟 　 　 　 　 　 　 　 （中国工程物理研究院 核物理与化学研究所，四川 绵阳 ６２１９００） 摘 要： 针对真空弧离子源，利用条纹相机将时间轴信息转换为空间轴信息的特点，结合光谱仪分光功 　　 　 　 能，建立了一套高时间分辨与光谱分辨能力的发射光谱诊断装置，其时间分辨率和光谱分辨率分别可达 ２６ ｓ ｐ 与 ０．１ｎｍ。利用该诊断装置采集获得了单次脉冲内等离子体的时间演化特性；同时，基于局域热力学平衡等 离子体的发射光谱理论，建立了一套谱线拟合的等离子体温度与密度计算模型。相比传统的Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ斜率 法与 Ｓｔａｒｋ展宽法需要寻找孤立的不受附近谱线叠加的干净线状光谱，建立的拟合光谱模型可以直接处理多 条谱线因为展宽效应而叠加形成的光谱线型，计算得到等离子体中电子温度与电子密度。结果表明，在脉冲功 率源的作用下，真空弧放电等离子体的电子温度与电子密度分别可达 与 ２４ －３。 １ｅＶ ３．５×１０ ｍ 关键词： 条纹相机； 真空弧离子源； 发射光谱拟合； 电子温度； 电子密度； 时间分辨 　　 　 　 　 　 　 　 中图分类号： ； 文献标志码： ： ／ Ｏ４６１．２ ＴＮ２４７ Ａ 犱狅犻１０．１１８８４ＨＰＬＰＢ２０１５２７．０８４００１ 　　 　 　 　　　　 　 　　 条纹相机作为一种高时间和空间分辨的诊断装置，可以将探测光信号的时间轴信息转换为条纹相机 ＣＣＤ 　　 ［ ］ １２ 阵列上的空间轴信息，现已经被广泛应用于激光聚变、以及超快激光与物质相互作用等领域的光信号探测 。 发射光谱法作为现今应用最为广泛的一种等离子体诊断方法，其利用等离子体内部粒子之间相互作用引起的 ［ ］ ３４