[实用新型]一种可调节微波入射角度的准光学传输装置

说明书

本实用新型属于受控核聚变等离子体诊断技术领域，具体涉及一种可调节微波入射角度的准光学传输装置，包括：高斯透镜、真空腔、椭球镜、法兰A、法兰B、盲板、金属杆、平面镜、密封法兰、螺杆和步进电机；本装置通过高斯透镜调节微波束腰以减少微波传输损耗；通过调整平面镜倾斜度从而实现不同角度的微波入射。

技术领域

本实用新型属于受控核聚变等离子体诊断技术领域，具体涉及一种可调节微波入射角度的准光学传输装置。

背景技术

受控核聚变极可能是彻底解决人类能源问题的终极途径之一。但磁约束等离子体中存在宏观不稳定性和微观不稳定性，它们是托克马克装置维持长期稳态运行面临的巨大挑战。为了深入分析这些磁流体不稳定性的基本特征及其激发的相关依赖参数，微波反射计因其灵敏性及对等离子体无扰的特征成为绝大对数托卡马克装置开展磁流体不稳定性测量的重要诊断。通常情况下，微波反射计根据入射等离子体的微波角度可分为常规反射计和多普勒反射计。两种反射计最大的区别在于微波入射等离子体的角度不同；常规反射计发射的微波垂直于等离子体入射，即入射角度为0；多普勒反射计则以一定的角度δ射入等离子体，入射角度与湍流波数、入射波数之间的关系满足 k_t＝k_isin(δ)，由此可见，当微波的频率固定时，多普勒能够测量湍流的能力受限于入射角度。为了实现具有角度入射，通常采用的方法是将多普勒反射计安装在偏离中平面的位置。常规反射计对宏观不稳定性，如高能量粒子模的响应更加灵敏，而多普勒更多用于微观湍流的测量。两种反射计安装在不同的位置才能满足物理测量需求，但是在现有及未来托卡马克装置中，诊断窗口极为有限，因此必须采取有效措施使得微波能够以不同的角度入射等离子体，并尽量扩大反射计对不同特征尺度湍流的测量能力。

因此，需要设计一种可调节微波入射角度的准光学传输装置，可通过调节微波入射角度从而实现常规反射计和多普勒系统的自由切换，实现对不同波数大小的湍流测量。

实用新型内容

本实用新型的目的是设计一种可调节微波入射角度的准光学传输装置，通过调节微波入射角度实现常规反射计和多普勒系统的自由切换，用于解决现有和未来托卡马克装置中因诊断窗口有限，不便同时安装两种反射计进行磁流体不稳定性测量诊断的问题。

本实用新型的技术方案：

一种可调微波入射角度的准光学传输装置，包括:高斯透镜、真空腔、椭球镜、法兰A、法兰B、盲板、金属杆、平面镜、密封法兰、螺杆和步进电机；

所述真空腔外部一端安装高斯透镜；真空腔外部的另一端通过法兰B固定有盲板；

所述真空腔上还设置有螺杆，螺杆的一端设置在真空腔内部并连接平面镜，螺杆的另一端设置在真空腔外部并依次串接有密封法兰和步进电机；

所述金属杆设置在真空腔内部，金属杆的一端与平面镜连接；金属杆的另一端连接盲板；

所述椭球镜固定在真空腔内部；

所述法兰A设置在真空腔的外部，与托卡马克真空室相连接。

所述真空腔整体呈中空L型结构，微波通过高斯透镜射入至真空腔内部后，射入椭球镜上。

所述椭球镜固定在真空腔内部直角转角位置处，且可接收到通过高斯透镜射入的微波；

所述椭球镜还与真空腔内的平面镜平行设置，且椭球镜反射后的微波可垂直射入至平面镜上。

所述法兰A设置在真空腔外部，其在真空腔外部设置位置与平面镜设置在真空腔内部的位置高度相同，且经过平面镜反射后的微波能通过法兰A射入托卡马克真空室内。

所述法兰A整体结构呈椭圆圆环形结构。

所述真空腔整体为低磁导率不锈钢材质，所述密封法兰的一端固定在真空腔的外壁上，密封法兰的另一端与步进电机固定连接。