1、等离子体诊断8,涨落的诊断涨落诊断方法方法测量物理量特点静电探针n,E,T,k,vph,n,Q边缘区波散射n,k,vph,n,E,k,vph,n,n,反射仪n无k分辨软射线f(n,T,imperity)线平均硬射线runaway electrons无空间分辨感应线圈b,k,vph边缘区光学f(n,T,imperity)T尚待发展，磁场涨落，相干谱系数，静电探针测涨落1k10cm-1o 饱和离子流电子密度及其涨落 ne,neo 悬浮电位等离子体电位及其涨落,o 三探针电子温度及其涨落 Te,Teo 探针列阵空间相关波数 k电场及其涨落 E,Eo Mach探针环向流速 VCaltech装置上的探针
2、列涨落水平的分析)()(txxtx对平稳随机场：NxtxxN2)(NytyxtxyxN)()()(),(互相关函数SUNIST边界处参数分布和涨落水平0.00.20.40.60.81.050525456580510150246(b)T/T n/n e p/kTrelative fluctuation level (a)Te pr(cm)RMS fluctuation level Te,p (V)RMS fluctuation level ne (1018 m-3)ne 湍流谱分析技术)2exp()(1)(1111tlfntlxNfnXNl)2exp()(1)(1122tlfntlxNfnXNl
3、)()()(*1111fXfXfP)(exp(|)(|)()()(1212*2112fifPfXfXfPdffk/)()(12两信号的离散Fourier变换信号的自功率谱两信号的互功率谱位相差谱局域波数局域功率谱密度|)(|)(1),(),()(12)(1,0fPfkkIMfnkpSfkSjjMjk2,2,022,1),0(hxhxhxhIhfkfkSfkSfks,),(),(),(上的功率谱密度，静电探针和远红外散射对个样本的平均归一化（宽度为h 的窗口函数）o条件功率谱密度 o统计色散关系 o平均波数o波数谱宽 o平均波数展宽 o相关长度 o相对波数展宽 o传播相速 o相干谱系数 )(/)
4、,()|(fsfksfkskfksfs),()(kfkskfk)|()(ffsfkk)()(2/122/12)|()()()(kkkfksfkkff2/122/12)()(fsfkk2/12/1kcl)(/)()(/fkfsfkfkk),(2,fkskfvfkphMjjjjfPfPfPMf12/122111212|)()(|)(|1)(小波双相干技术wavelet bicoherenceTmmTnnTnnmwmndaWaWdaWaWdaWaWaWaab,*221221*22112111aaa dtttaWa,)(212exp1)(2adtatiata小波双相干：适于研究三波间相位耦合函数（t)
5、的小波变换Morlet小波函数d1为形状因子，ad为时间分辨率上的三波耦合a/2m,n为两道信号湍流驱动粒子流和能流o 粒子流o 能流TererrBEnvnt)(TjjTjjcondconvrBETnBEnTQQQ232350525456580510152025300.00.51.01.52.02.53.0 (a)r (1021 m-2s-2)r (cm)(b)QrQconvQcondQ(104 W m-2)SUNIST上的边缘湍流引起的粒子流和能流波散射探测涨落原理远红外散射诊断设备不同k值散射频谱方向功率谱密度匹配关系：s=0,k ks=k k0k,一般满足|k0|ks|,k2=4k02s
6、in2(s/2)波散射测量技术0k20cm-1主要散射波源o 微波：60-600GHzo 远红外激光：200GHz-3THz，技术困难o 激光：28THz，小散射角，线平均高能离子束探针（）0k100TEXT上的HIBP设备和测量的密度涨落探测原理微波反射仪测涨落空间分辨mm,k测量困难双频相干反射探测微波系统单道测量：n多道相干测量：，径向相关：双频，极向相关微波偏振仪测涨落STNDPPCD121518212410080604020time (ms)frequency (kHz)0.20.40.60.81.0S137_CH6(6 cm)X=6 cmX=36 cm上的实验结果束发射光谱（）技术上的设备感应线圈测磁场涨落o 空间分辨1cmo k分辨3cm-1o 仅限边缘区域
