چكيده فارسي :
سامانه تداخل سنج ليزري يك ابزار تشخيصي است كه از آن براي اندازه گيري چگالي الكترون در محيط پلاسماي توكامك استفاده مي شود. اين سامانه از اجزاي مختلفي مانند ليزر، آشكارساز، بخش اپتيكي، بخش كنترل و داده گيري و غيره تشكيل مي شود. اولين گام در برپايي چيدمان اين سامانه جهت اهداف آزمايشگاهي، مشخصه يابي هر كدام از اجزاي آن با توجه به پارامترهاي توكامك و اهداف پژوهشي مدنظر است. ليزر از مهمترين مؤلفه هاي اين سامانه است كه انتخاب آن بر انتخاب ساير اجزا تأثيرگذار است. به همين دليل، نخست اين مؤلفه براي استفاده در توكامك دماوند مورد مطالعه و بررسي قرار گرفته است. با توجه به مقدار حجم پلاسما، ميدان مغناطيسي توكامك و چگالي الكترون، طول موج ليزر از ناحيه ميكروموج تا فروسرخ دور و فروسرخ ميتواند انتخاب شود. در اين مقاله، مشخصه يابي ليزر از طريق شناسايي منابع توليد خطا در اندازه گيري چگالي الكترون در محيط پلاسماي توكامك دماوند انجام شده است. قدرت جداسازي تداخل سنج دو رنگ، پديده شكست موج، اثر چرخش فارادي، محدوده ارتعاش آينه بازتابي، شفافيت پنجره خلأ براي طولموج ليزر، نوفه ناشي از طول موج جبران سازي و انتشار مد غيرعادي به عنوان منابع توليد خطا در اندازه گيري چگالي الكترون شناسايي و سپس بستگي طول موجي هر كدام از اين عوامل مشخص شد. نتايج نشان مي دهد كه استفاده از ليزر دي اكسيدكربن دوتايي، عليرغم اينكه از قدرت جداسازي فاز مؤثر، قدرت جداسازي چگالي و نسبت سيگنال به نوفه ضعيفي در مقايسه با ساير تركيبات طول موجي برخوردار است اما به علت دارا بودن ميزان شكست كم، زاويه چرخش فارادي كوچك، پايداري بيشتر سيگنال تداخل گزينه مناسبي براي اندازه گيري چگالي الكترون پلاسماي توكامك دماوند است.
چكيده لاتين :
Laser interferometer system is a diagnostic tool used to measure the electron density in the tokamak plasma. The system consists of various components such as the laser, the detector, the optics, the control unit and data acquisition unit, etc. The first step in setting up the system for experimental purposes is to characterize each of its components according to the tokamak parameters and the research goals. The laser is one of the most important components of this system and once chosen, affects the selection of other components. For this reason, this component has been the first to be studied in Damavand tokamak system. The laser wavelength can be selected from microwave to far-infrared and infrared regions depending on the plasma volume, the magnetic field and electron density. In this paper, laser characterization is accomplished by means of identifying sources of error in the measurement of electron density in the Damavand tokamak plasma. Resolution of two-color laser interferometer, refraction phenomenon, Faraday rotation effect, vibration limit, transparency of the vacuum window for laser wavelength, the noise due to the compensation wavelength and the extraordinary mode propagation are identified as the sources of error in density measurements. Then, the wavelength dependence on these phenomena is found. Results indicate despite the fact that the dual CO2 laser system is poor at effective phase resolution, density resolution and the signal to noise ratio, in comparison with other combinations of laser wavelength, its small refraction, tiny Faraday rotation angle and more stable interference signal make it a suitable choice for electron density measurement in Damavand tokamak.
