高速高精激光散射仪制成

本报讯（记者丁佳）记者6月22日从中国科学院空天信息研究院获悉，在国家重大科研装备研制项目“高功率纳秒激光器及精密探测仪器研制”支持下，中科院空天院和中国科学技术大学等单位联合研制出高速、高精度激光汤姆逊散射仪，所获得的预警时间是国际同类系统的一半，指标提高一倍。这标志着我国在该领域进入国际领先水平行列，为我国未来磁约束聚变能装置的高精度测量奠定了坚实基础。

今年5月，科研人员在“科大一环”磁约束聚变等离子体装置开展的实验中，基于重复频率200赫兹、单脉冲能量5焦耳的激光脉冲，实现了小于5电子伏特的电子温度测量精度，电子温度安全预警时间间隔达5毫秒。

研究团队还研发出基本完善的工艺流程，核心器件/部件实现国产化，形成整机工程化制造能力。以200赫兹/5焦耳激光器为光源，中国科学技术大学攻克了大功率激光传输系统综合降噪、收集光学精准对焦、弱光信号探测提取等难题，成功地研制我国迄今精度最高的激光汤姆逊散射检测系统。

研究人员介绍，他们后续将开展更高功率、更高频率激光器研发和更高精度的诊断实验,计划将激光器的工作频率提高至500赫兹，检测系统提供2毫秒的安全预警时间间隔和1电子伏特的电子温度测量精度，为下一代磁约束聚变装置安全运行提供高速预警手段。

据了解，在磁约束聚变反应装置工作过程中，需要对等离子体电子温度进行提前预警和实时反馈控制，避免等离子体损伤器壁导致灾难性后果。基于高频高能激光的汤姆逊散射测量是精确测量等离子体电子温度的唯一可靠测量手段。