High-Etendue High-Resolution Spectrometer−Polychromator Equipped with Novel sCMOS Cameras for Tokamak Plasma Spectroscopy

N. V. Kuz’min; Кузьмин Н. В.; S. N. Tugarinov; Тугаринов С. Н.; V. V. Serov; Серов В. В.; S. V. Serov; Серов С. В.; G. S.  Pavlova; Павлова Г. С.; N. N. Naumenko; Науменко Н. Н.

doi:10.31857/S0032816223060046

Светосильный спектрометр-полихроматор высокого разрешения, оснащенный научными кмоп-камерами, для спектроскопической диагностики плазмы токамаков

Авторы: Кузьмин Н.В.¹, Тугаринов С.Н.¹, Серов В.В.¹, Серов С.В.¹, Павлова Г.С.¹, Науменко Н.Н.²
Учреждения:
1. Частное учреждение Государственной корпорации по атомной энергии “Росатом” “Проектный центр ИТЭР”
2. ЗАО “Солар”
Выпуск: № 6 (2023)
Страницы: 85-97
Раздел: ОБЩАЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ТЕХНИКА
URL: https://ogarev-online.ru/0032-8162/article/view/233265
DOI: https://doi.org/10.31857/S0032816223060046
EDN: https://elibrary.ru/WXEOIE
ID: 233265

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Описан усовершенствованный прототип спектрометра-полихроматора высокого разрешения (СПВР), разработанного для спектроскопической диагностики плазмы, в частности, для активной спектроскопической диагностики на установке ИТЭР. Активная спектроскопия позволяет измерять такие параметры плазмы, как профили ионной температуры, скорости тороидального и полоидального вращения, концентрации легких примесей. Спектрометр оборудован несерийными высокопроизводительными компактными научными КМОП-камерами с низким уровнем шумов, широким динамическим диапазоном, высокой квантовой эффективностью и практически 100-процентным рабочим циклом. В основе спектрометра лежат три пропускающие голограммные дифракционные решетки, обеспечивающие работу одновременно в трех спектральных диапазонах: 468 ± 5 нм, 529 ± 5 нм и 656 ± 6 нм. Представлены результаты измерения основных технических параметров камер, пропускающих дифракционных решеток и спектрометра в целом. Было установлено соответствие характеристик разработанного спектрометра требованиям, предъявляемым к спектроскопическому оборудованию, необходимому для измерений методом активной спектроскопии на установке ИТЭР.

Список литературы

Серов С.В., Тугаринов С.Н., Серов В.В., Крупин В.А., Земцов И.А., Красильников А.В., Кузьмин Н.В., Павлова Г.С., Науменко Н.Н. // Физика плазмы. 2022. Т. 48. № 8. С. 700. https://doi.org/10.31857/S0367292121110196
Serov S.V., Tugarinov S.N., Serov V.V., Krupin V.A., Zemtsov I.A., Krasilnikov A.V., Kuz’min N.V., Pavlova G.S., Naumenko N.N. // Plasma Phys. Rep. 2022. V. 48. P. 844. https://doi.org/10.1134/S1063780X22600542
Jiang D., Li Y.Y., Wu X.Q., Zhang T., Lyu B., Gao X., Xu G.S. // Fusion Sci. Technol. 2020. V. 76. P. 723. https://doi.org/10.1080/15361055.2020.1777670
Lee H.H., Lee J.K., Ko W.H. // Fusion Sci. Technol. 2020. V. 76. P. 787. https://doi.org/10.1080/15361055.2020.1790712
Ford O.P., Vanó L., Alonso J.A., Baldzuhn J., Beurs-kens M.N.A., Biedermann C., Bozhenkov S.A., Fuchert G., Geiger B., Hartmann D., Jaspers R.J.E., Kappatou A., Langenberg A., Lazerson S.A., McDermott R.M., McNeely P., Neelis T.W.C., Pablant N.A., Pasch E., Rust N., Schroeder R., Scott E.R., Smith H.M., Wegner Th., Kunkel F., Wolf R.C. // Rev. Sci. Instrum. V. 91. P. 023507. 2020. https://doi.org/10.1063/1.5132936
Диагностика плазмы / Под ред. М.И. Пергамента. М.: Энергоатомиздат, 1990. Вып. 7. С. 56.
Fonck R.J., Darrow D.S., Jaehnig K.P. // Phys. Rev. A. 1984. V. 29. P. 6. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.29.3288
Serov S.V., De Bock M., von Hellermann M.G., Tugarinov S.N. // Rev. Sci. Instrum. V. 92. P. 053517. 2021. https://doi.org/10.1063/5.0042029
Тугаринов С.Н., Белокопытов А.А., Кулаков Д.М., Лукин А.В., Науменко Н.Н., Саттаров Ф.А., Серов В.В., Усольцева М.А., Хабанов Ф.О., Шигапова Н.М., Ярцев В.П. // ПТЭ. 2016. № 1. С. 102. https://doi.org/10.7868/S0032816216010158
Tugarinov S.N., Belokopytov A.A., Kulakov D.M., Lukin A.V., Naumenko N.N., Sattarov F.A., Serov V.V., Usoltseva M.A., Khabanov F.O., Shigapova N.M., and Yartsev V.P. // Instr. Exp. Tech. 2016. V. 59. № 1. P. 104. https://doi.org/10.1134/S0020441216010152
Лукин А.В. // Оптический журнал. 2007. Т. 74. С. 80.
https://www.ximea.com
https://www.zemax.com
Зайдель А.Н., Островская Г.В., Островский Ю.И. Техника и практика спектроскопии. М.: Физматлит, 1972. С. 163.
Стриганов А.Р., Одинцова Г.А. Таблицы спектральных линий атомов и ионов. М.: Энергоиздат, 1982.