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利用径向和轴向X射线诊断技术对ECR等离子体进行表征
摘要： 本工作展示了简单镜面对称陷阱中产生的等离子体随磁场分布变化的X射线特性。采用Si-Pin探测器测量了6.83 GHz下轴向和径向的暖电子群特性，同时利用超纯锗（HpGe）探测器测量了轴向发射的热电子。结果表明X射线辐射不均匀，其均匀性和温度强烈依赖于磁场分布，尤其是Bmin/BECR比值。
关键词： 离子源（正离子、负离子、电子回旋共振（ECR）、电子束离子源（EBIS））、固态探测器、X射线探测器
更新于2025-09-23 15:22:29
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激光氢化金属靶产生的质子束
摘要： 本文报道了一项关于通过激光与氢化固体靶材相互作用产生质子束的研究，该研究有助于开发用于医疗应用（如强子治疗和同位素生产）的新型辐射源。靶材的氢化处理在激光与物质相互作用之前完成。本研究中，我们采用纯钛(Ti)、钽(Ta)和铝(Al)作为固体靶材，首先通过KrF准分子激光（辐照强度I=3×10^7 W/cm2）进行激光清洁处理，随后在持续通入高纯度氢气（HiQ Hydrogen 6.0）的条件下接受激光辐照（1500个脉冲，I=3×10^7 W/cm2）。之后将靶材在氢气流中保持5分钟以促进进一步氢吸附。我们报告了在1.3、2.5和5.0 J/cm2能量密度下进行的激光烧蚀测量结果。数据显示，与未处理的对照样品相比，氢化靶材的质子产额分别提升了25%（钛）、64%（铝）和550%（钽）。
关键词： 等离子体生成（激光产生、射频产生、X射线产生）、离子源（正离子、负离子、电子回旋共振（ECR）、电子束离子源（EBIS））、加速器应用
更新于2025-09-19 17:13:59
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激光吸收光谱研究用于表征负离子源SPIDER中铯炉的性能
摘要： SPIDER H?/D?离子源目前正在意大利帕多瓦RFX联合体（Consorzio RFX）的中性束测试设施（NBTF）中运行，以验证其产生高达40 A负离子的能力——最大引出电流密度为350 A/m2（氢离子）/285 A/m2（氘离子），且共引出电子比例不超过0.5（氢离子）/1（氘离子）。这些性能参数是实现ITER中性束注入器（NBI）所必需的，该注入器需通过将负离子加速至1 MeV并在注入ITER托卡马克装置前进行中性化处理，从而向等离子体输送16.7 MW能量。为获得如此高的引出电流密度和低共引出电子比例，必须降低加速系统网格面向离子源表面的逸出功，这将通过使用三个蒸发炉常规蒸镀铯（Cs）涂层来实现。这些蒸发炉的功能已在NBTF内的铯蒸发炉测试台（CATS）上完成测试。该测试台配备多种诊断设备，其中包括激光吸收光谱（LAS）诊断系统。通过可调谐激光二极管，LAS诊断系统沿视线方向获取铯852 nm D2谱线的高分辨率吸收光谱，以测量基态铯密度。本文描述了测试台及LAS诊断系统，并对拟安装于SPIDER的蒸发炉进行了特性分析。研究还探讨了因基态铯退激发导致的系统性密度低估效应——该效应与激光强度及铯密度的关系，旨在为后续密度评估校正提供依据。
关键词： 等离子体诊断——干涉测量法、光谱法和成像技术，离子源（正离子、负离子、电子回旋共振（ECR）、电子束离子源（EBIS））
更新于2025-09-16 10:30:52
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用于研究双近频现象的多诊断装置
摘要： 虽然其机制尚未完全明确，但许多实验室（无论采用相近还是相远频率）都观察到向电子回旋共振等离子体注入第二微波所产生的有益效应（高电荷离子强度更高、等离子体条件更稳定）。由于该现象的复杂性（如共振区相互作用、阻尼不稳定性等），需要采用复杂的诊断方法来更好地理解其机理并充分挖掘其中蕴含的潜力。这是一项具有挑战性的任务，因为复杂的诊断方法要求在相对较小的等离子体腔室内安装多种诊断工具。我们通过软X射线与（时间分辨）硬X射线光谱学、X射线成像与空间分辨光谱学以及探测等离子体发射的射频信号等方法，研究了向14.25 GHz基础等离子体注入13.6-14.6 GHz第二微波的效应。针对X射线的特性表征，为区分不同X射线光子的来源与位置，我们选用了特殊金属材料作为等离子体腔室主要部件的材料。本文详细阐述了完整实验装置的设置方案，以及所采用非侵入式诊断工具的作用原理。
关键词： 离子源（正离子、负离子、电子回旋共振（ECR）、电子束离子源（EBIS））、X射线探测器、等离子体诊断（干涉测量法、光谱分析及成像）、等离子体产生（激光产生、射频产生、X射线产生）
更新于2025-09-09 09:28:46
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电子回旋共振刻蚀反应器中Trivelpiece-Gould波的数值识别
摘要： 电子回旋共振（ECR）等离子体源因其宽泛的工作范围及对300或450毫米直径晶圆出色的均匀性，已被广泛应用于超大规模集成电路制造工艺。然而，由于电磁波场分析的复杂性，磁化等离子体填充反应器中的微波电磁场尚未被充分理解。我们通过仿真平台采用有限元法对ECR等离子体刻蚀机的微波电磁场进行了分析，在某些条件下清晰观察到复杂的电场分布模式。为判定这些模式是否为伪影，我们对其进行了详细研究。根据波的色散关系所呈现的特性，证实这些模式属于Trivelpiece-Gould波。该分析方法能识别极精细的波结构，是一种强有力的研究手段。
关键词： 电子回旋共振（ECR）、等离子体源、刻蚀、特里维尔皮奇-古尔德（TG）波
更新于2025-09-09 09:28:46
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GANIL GTS ECR离子源为1+/n+研究而重新设计
摘要： GANIL生产的束流中超过半数为金属元素，这凸显了持续研发此类束流的重要性。与传统技术（坩埚法、溅射法、MIVOC法）相比，1+/n+方法展现出更优异的电离效率，预示着金属束流生产存在改进潜力。需开展专项研究评估该方法的可行性。SPIRAL1电荷倍增器目前已投入GANIL放射性束流装置SPIRAL1运行。高辐射环境下的运行对其未来发展构成挑战，因此亟需建立独立的测试平台以支持电荷倍增器与金属离子束研发工作。现已选定GTS 14.5 GHz ECRIS作为1+/n+研究的实验平台。经过2017-2018年升级改造后，GTS性能优异且功能多样，非常适合用于离子源研发。为开展1+/n+研究，我们专门设计了1+离子注入GTS等离子体的新注入?？?，该?？榭杀憬萏婊晃９嫦低骋允迪掷胱釉凑Ｔ诵小Ｏ挛慕晗覆鲂伦⑷胂低车纳杓品桨?，并展示1+束流注入的离子光学模拟结果。
关键词： 离子源（正离子、负离子、电子回旋共振（ECR）、电子束离子源（EBIS））、束流光学
更新于2025-09-04 15:30:14
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高分辨率光谱偏振测量：从天体物理到电子回旋共振等离子体
摘要： 加速器注入器以及天体物理学与核天体物理学的跨学科研究需要高密度、高温的电子回旋共振（ECR）等离子体。要理解并进一步发展磁阱，就需要精确测量被约束等离子体的物理特性（如密度、温度和电离态），而常规诊断方法（成像、低分辨率光谱）无法实现这一点。本文展示了可见光波段高分辨率光谱技术在若干诊断应用中的潜力——该技术在天体物理学中常用于测量恒星有效温度、表面重力和化学丰度等物理参数。此外，我们证明偏振测量是推演恒星磁场形态的有力手段，而掌握磁场形态对正确解读磁化等离子体光谱至关重要。针对B-min ECR等离子体的光学辐射，我们讨论了这些非侵入式方法的应用，以期更好地理解等离子体结构、磁约束特性及加热过程。
关键词： 等离子体诊断 - 带电粒子光谱学、偏振、离子源（正离子、负离子、电子回旋共振（ECR）、电子束（EBIS））
更新于2025-09-04 15:30:14