The influence of local field corrections on Thomson scattering in non-ideal two-component plasmas
汤姆逊散射在非理想（碰撞为主）的两个组件的等离子体计算占电子-离子碰撞以及电子-电子的相关性。这是通过使用一种新的插值方案的电子-电子响应函数推广传统的Mermin方法。此外，离子被视为随机分布的惰性散射中心。碰撞频率被视为一个动态的和复杂的量，并从微观量子统计方法计算。由于不同的近似的电子-电子的相关性，即不同形式的OCP局部场校正的影响，进行了讨论。
2009-06-19 physics.plasm-ph
Bremsstrahlung vs. Thomson scattering in VUV-FEL plasma experiments
在汤姆逊散射实验中，我们测量了真空紫外自由电子激光照射下的热稠密等离子体的光谱光子产额。汤姆逊信号相比，主要由韧致辐射光子引起的发射背景。我们确定的实验条件，允许信号与背景比大于团结。从线性响应理论推导出汤姆逊谱和韧致辐射谱，给出了这两个过程的一致量子统计方法。这允许系统地处理介质和量子效应，如动态屏蔽和强碰撞。结果的阈值自由电子激光强度作为密度和温度的函数。我们表明，占量子效应导致更大的阈值相比，以前的工作。
2006-02-21 physics.plasm-ph
A polarization-based Thomson scattering technique for burning plasmas
传统的汤姆逊散射诊断是基于散射光的波长谱的测量，其中电子温度测量是从散射激光的热加宽推断的。在足够高的温度下，特别是在ITER和其他燃烧等离子体中预测的温度下，相对论效应会导致散射光子的偏振态发生变化。所得到的散射光的去偏振是依赖于温度的，并且已经在其他地方被提出作为传统光谱分解技术的潜在替代方案。在类似的工作之后，我们解析地计算了非相干汤姆逊散射的偏振度。首次得到了对入射激光偏振态和电子温度全范围都有效的精确结果。虽然以前的工作只集中在线性偏振，我们表明，圆偏振入射光优化的程度去偏振相关的燃烧等离子体的温度范围很广。讨论了基于偏振的汤姆逊散射诊断类ITER等离子体的可行性，包括线偏振光和圆偏振光，并与传统技术进行了比较。
2013-09-19 physics.plasm-ph
Using the X-FEL to understand X-ray Thomson scattering for partially ionized plasmas
在过去的十年中，许多研究人员一直在尝试开发实验技术，以使用X射线汤姆逊散射作为一种方法来测量高能量密度等离子体的温度、电子密度和电离状态，例如在惯性约束聚变中使用的那些。随着X射线自由电子激光（X-FEL）在SLAC直线加速器相干光源（LCLS）上的出现，我们现在可以在keV范围内获得这样的源。X射线汤姆逊散射实验的一个挑战是理解如何模拟部分电离等离子体的散射。大多数汤姆逊散射程序用于模拟实验数据，大大简化或忽略了束缚电子的散射强度的贡献。在这项工作中，我们采取现有的汤姆逊散射模型，包括弹性离子-离子散射和电子-电子等离子体散射，并添加部分电离等离子体中的束缚电子的贡献。除了氢等离子体，几乎所有的等离子体，今天研究的束缚电子，重要的是要了解他们的汤姆逊散射的贡献，特别是作为新的X射线源，如X-FEL将允许我们研究更高的Z等离子体。目前，大多数实验都着眼于氢或铍。我们将首先通过分析现有的实验数据来研究束缚电子对铍的贡献。然后，我们考虑几个较高的Z材料，如铬和预测的散射光谱，需要新的计算工具来理解额外的峰的存在。对于锡等离子体，我们表明，绑定的贡献改变的散射光谱的形状的方式，将改变等离子体的温度和密度推断的实验。
2012-10-01 physics.plasm-ph
Thomson scattering on the Large Plasma Device
我们已经开发了一个非集体汤姆逊散射诊断测量的电子密度和温度的大型等离子体装置。利用三光栅光谱仪和可调谐陷波器对微弱散射信号进行了检测。在本文中，我们描述了通过拉曼散射的诊断和校准，并提出了第一次测量与完全委托系统进行。取决于放电条件，测量的密度和温度的范围分别为4.0 $\times$ 10 $^{12}$ cm $^{-3}$至2.8 $\times$ 10 $^{13}$ cm $^{-3}$和1.2 eV至6.8 eV。讨论了测量误差随等离子体参数和放电平均值的变化规律。
2022-04-26 physics.plasm-ph
The Thomson scattering cross section in a magnetized, high density plasma
我们计算的汤姆逊散射截面在非相对论，磁化，高密度等离子体-在一个制度，集体激发可以描述的磁流体力学。我们发现，除了回旋共振和弹性峰，截面表现出两对与慢和快磁声波相关的峰;相比之下，在纯流体力学中产生的截面只有一对布里渊峰。这些磁声波峰值的位置和宽度都取决于周围的磁场和温度，以及传输和热力学系数，因此可以作为诊断工具的等离子体特性，否则具有挑战性的测量。
2019-01-03 physics.plasm-ph
Two-Colour Interferometry and Thomson Scattering Measurements of a Plasma Gun
我们提出了实验测量的脉冲等离子体枪，使用双色成像激光干涉和空间分辨汤姆逊散射。干涉测量给出了等离子体羽流中心处的电子密度$n_e\approx2.7\times10^{17}$ cm $^{-3}$，距离等离子体枪喷嘴5 mm。汤姆逊散射光从两个探测角度收集，使我们能够同时测量来自相同空间位置的电子特征的集体和非集体光谱。从电子等离子体波的位置推断的电子密度与干涉测量法一致。从两个光谱推断的电子温度是不一致的，与$T_e\approx 10$ eV的非集体散射和$T_e\approx 30$ eV的集体散射。我们讨论了各种增宽机制，如有限孔径效应，密度梯度内的集体体积和碰撞增宽占一些这种差异。我们还注意到显着的红/蓝不对称的电子等离子体波的集体散射光谱，这可能涉及到动力学效应扭曲的分布函数的电子。
2019-05-10 physics.plasm-ph
Comments to the "Theory of Thomson scattering in inhomogeneous media"
在这篇简短的通讯中，我们提请读者注意在非均匀等离子体中汤姆逊散射谱的推导中的不一致性，这导致违反了涨落耗散定理，并与严格的动力学理论的结果产生了实质性的偏差。此外，自洽动力学理论预言了非均匀等离子体中谱线的不对称性。
2017-04-11 physics.plasm-ph
The effect of bound states on X-ray Thomson scattering for partially ionized plasmas
X射线汤姆逊散射正被开发为测量诸如用于惯性约束聚变的高能量密度等离子体的温度、电子密度和电离状态的方法。X射线激光源一直受到关注，因为需要有明亮的单色X射线源来克服等离子体发射并消除背景中使分析复杂化的其他谱线。随着X射线自由电子激光（X-FEL）在SLAC直线加速器相干光源（LCLS）和其他设施的出现，我们现在有这样一个源在keV制度。大多数汤姆逊散射程序用于模拟实验数据，大大简化或忽略了束缚电子的散射强度的贡献。在这项工作中，我们采取现有的汤姆逊散射模型，包括弹性离子-离子散射和非弹性电子-电子散射，并添加在部分电离等离子体中的束缚电子的贡献。迄今为止，大多数实验都是研究氢或铍等离子体。我们首先分析现有的实验数据铍验证代码。然后，我们考虑几个较高的Z材料，如铬和预测的散射光谱，需要新的计算工具来理解额外的峰的存在。对于锡等离子体，我们表明，约束的贡献改变的散射光谱的形状的方式，将改变从实验推断的等离子体的温度和密度。
2013-01-15 physics.plasm-ph
X-ray Thomson scattering for partially ionized plasmas including the effect of bound levels
X射线汤姆逊散射正被开发为测量诸如用于惯性约束聚变的高能量密度等离子体的温度、电子密度和电离状态的方法。目前大多数实验都是在能够产生明亮的X射线源的大型激光设备上进行的，然而X射线自由电子激光（X-FEL）的出现为这些实验提供了新的明亮源。X射线汤姆逊散射实验的一个挑战是理解如何对部分电离等离子体的散射建模，以便在散射强度中包括束缚电子的贡献。在这项工作中，我们采取现有的汤姆逊散射模型，包括弹性离子-离子散射和电子-电子等离子体散射，并添加部分电离等离子体中的束缚电子的贡献。我们通过分析现有的铍实验数据验证了我们的模型。然后，我们考虑几个较高的Z材料，如铬和预测的散射光谱，需要新的计算工具来理解额外的峰的存在。我们还展示了CH和Al实验的例子，这些实验具有改变散射光谱形状的约束贡献。
2013-09-24 physics.plasm-ph
A feasibility study of using X-ray Thomson Scattering to diagnose the in-flight plasma conditions of DT cryogenic implosions
惯性约束聚变（ICF）点火靶的设计需要具有基本材料性质（即，状态方程、不透明度和电导率）。这些模型的验证需要通过实验。利用空间积分、光谱分辨、X射线汤姆逊散射（XRTS）测量方法对激光直接驱动内爆在三分之二会聚时的压缩DT壳层和热点的温度、密度和电离进行了诊断。使用LILAC代码的1-D内爆模拟生成合成散射光谱，该LILAC代码使用SPECT 3D中包含的X射线散射（XRS）模型进行后处理。对两种极端密封舱条件的分析表明，两种压缩DT壳体的等离子体条件均可解决。
2021-10-27 physics.plasm-ph
Recovering non-Maxwellian particle velocity distribution functions from collective Thomson-scattered spectra
提出新的开源数值工具对任意速度分布函数（VDF）的集体汤姆逊散射光谱进行正向建模，相比假设麦克斯韦分布的标准算法，能更准确地从非麦克斯韦等离子体合成光谱中提取参数并评估不确定性。
2023-08-04 physics.plasm-ph
Feasibility study for implementing an optical Thomson scattering system for studying photoionized plasmas on Z
许多天体物理环境，如X射线双星、活动星系核和致密天体的吸积盘都存在光致电离等离子体。在这些明亮的X射线源附近发现的强光致电离环境可以在规模化的实验室实验中产生，直接测量可以形成光谱模型和光致电离代码的测试平台，用于分析这些天体。这种规模的实验目前正在Z设施上使用Ne填充的气体电池进行，作为Z天体物理等离子体特性（ZAPP）合作的一部分。等离子体诊断使用的压力传感器的密度和X射线吸收光谱的电荷状态分布。目前的电子温度推断从锂类离子水平的人口比例，但它是必要的，以获得一个独立的温度测量，因为光电离改变的电荷状态分布，并因此可能导致错误的温度通过线比技术获得。光学汤姆逊散射是一种合适的诊断，因为它直接探测等离子体粒子速度相对于中心探测频率的分布。它是一个强大的诊断，可以产生时间和空间分辨的测量电子温度，以及电子密度，离子温度和平均电离。在本文中，我们探讨了一种可能的设计光学汤姆逊散射系统，以补充X射线光谱测量。拟议的设计将使用Z上可用的设备，尽管尚未组装。通过模拟一系列等离子体参数的预期光谱来评估这种新诊断的可行性和影响，从而证明这种诊断的灵敏度。
2018-06-08 physics.plasm-ph
Conceptual design of Thomson scattering system with high wavelength resolution in magnetically confined plasmas for electron phase-space measurements
National Institute for Fusion Science（国立研究开发法人核融合科学研究所）；Division of Quantum Science and Engineering, Graduate School of Engineering, Hokkaido University（北海道大学工学研究科量子科学与工程专攻）；The Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI)（综合研究大学院大学）；Graduate School of Science, Nagoya University（名古屋大学理学研究科）
本研究提出了一种高波长分辨率的托马斯散射系统，用于磁约束等离子体中测量电子速度分布函数形状，通过模拟和贝叶斯推断验证了其有效性。
2025-12-20 physics.plasm-ph
Thomson and Collisional Regimes of In-Phase Coherent Microwave Scattering Off Gaseous Microplasmas
经典微等离子体中的电子总数可以通过弹性同相相干微波散射（CMS）进行非侵入性测量。在这里，我们建立了一个理论基础的CMS诊断技术，重点是汤姆逊和碰撞散射短，薄的非磁化等离子体介质。诊断的实验验证随后进行通过线性偏振，可变频率的微波散射激光诱导的空气为基础的微等离子体与不同的电离和碰撞功能。也就是说，进行的研究包括验证短偶极子样辐射行为，等离子体体积成像通过增强电荷耦合器件（ICCD）摄影，和测量的相对相位，总散射截面，和总电子数$N_e$在所产生的等离子体丝绝对校准后，使用介电散射样品。该论文的研究结果表明，理想的诊断在汤姆森“自由电子”制度-其中详细的等离子体和碰撞性质的知识（这往往是难以准确地表征由于不均匀性，局部温度和密度的潜在影响，目前的物种，等等）是不必要的提取$N_e$从散射信号。
2021-09-22 physics.plasm-ph
Evidence for out-of-equilibrium states in warm dense matter probed by X-ray Thomson scattering
最近和意想不到的\textit{ab initio}模拟和铝的激光冲击实验的解释之间的差异，探测X射线汤姆逊散射（XRTS），解决。从XRTS弹性峰（离子特征）推导的离子-离子结构因子仅与强耦合的非平衡态相容。采用轨道自由分子动力学模拟，离子温度低于电子温度，对实验结果进行了解释。退耦温度的离子和电子的相关性进行了讨论。它模仿一个短暂的，或亚稳态，熔融后的平衡态的可能性也被建议。
2014-11-27 physics.plasm-ph
Average-atom treatment of relaxation time in X-ray Thomson scattering from warm-dense matter
在平均原子近似下研究了有限弛豫时间对热密等离子体汤姆逊散射的影响。目前大多数计算使用碰撞自由Lindhard介电函数来评估自由电子对汤姆逊截面的贡献。在这项工作中，我们使用Mermin介电函数，其中包括弛豫时间明确。弛豫时间是通过将平均原子视为均匀电子气中的杂质来评估的，并且严格依赖于输运截面。计算出的弛豫速率同意以及从Ziman公式的静态电导率和速率推断出的值从一个适合的频率依赖的电导率。在平均原子势的相移分析确定的运输截面进行了比较，在常用的玻恩近似评估。玻恩近似在高能量下收敛到精确的截面;然而，在低能量下发生的差异导致弛豫速率的相应差异。包括弛豫时间建模时的相对重要性X射线汤姆逊散射光谱检查通过比较计算的自由电子动态结构函数汤姆逊散射使用Lindhard和Mermin介电函数。给出了温度为2 ~ 32 eV，密度为2 ~ 64 g/cc的温密Be等离子体的应用。
2016-04-01 physics.plasm-ph
Multi-Diagnostic Characterization of Laser-Produced Tin Plasmas for EUV Lithography
Princeton Plasma Physics Laboratory（普林斯顿等离子体物理实验室）；Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Princeton University（普林顿大学机械与航空航天工程系）
本研究通过多诊断技术表征激光生成的锡等离子体，发现极紫外发射主要来源于靶材附近，为EUV光源开发提供了实用的表征方法。
2026-02-03 physics.plasm-ph
Computing the generalized plasma dispersion function for non-Maxwellian plasmas, with applications to Thomson scattering
本文提出一种在实轴上用类梯形法则结合线性插值解析积分的新数值方法，用于计算非麦克斯韦速度分布在任意复极点上的积分，并通过计算kappa、超高斯和环形分布的汤姆逊散射谱验证其有效性，扩展了汤姆逊散射诊断在非麦克斯韦等离子体中的应用能力。
2025-02-03 physics.plasm-ph physics.space-ph
Development of the Thomson scattering measurement system for cascade arc device with indirectly heated hollow cathode
本文开发了一套用于级联电弧等离子体窗口装置的汤姆孙散射测量系统，成功测量了阴极下游20 mm处的电子密度和温度，为压力分离能力研究提供了关键数据。
2023-10-11 physics.plasm-ph
A Particle-in-Cell Simulation Framework for Thomson Scattering Analysis in Inertial Confinement Fusion
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Hunan University（湖南大学）；China Academy of Engineering Physics（中国工程物理研究院）
本文提出了一种基于粒子-细胞模拟的框架，用于高分辨率分析惯性约束聚变中汤姆逊散射信号，揭示了超热集体 regime 中TS信号的特殊行为。
2026-02-23 physics.plasm-ph
Collective Thomson scattering in non-equilibrium laser produced two-stream plasmas
我们通过解析、数值和实验研究了两股非平衡等离子体中的集体汤姆森散射（CTS）。在实验室天体物理学中，CTS是获得局部等离子体诊断的独特工具。虽然标准的CTS理论假设等离子体是线性的、稳定的、各向同性的和平衡的，但在与实验室天体物理学相关的高能现象中，它通常是非线性的、非稳定的、各向异性的和非平衡的。作为空间非平衡系统和天体物理等离子体的典型例子，我们对双流等离子体中的CTS谱进行了理论计算和数值模拟。仿真结果表明，直接通过CTS测量诊断双流不稳定性是可行的。为了证实非平衡态CTS分析，我们一直在开发用于实验室天体物理的高重复频率台式激光实验系统。
2022-10-20 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Raster Thomson scattering in large-scale laser plasmas produced at high repetition rate
利用光学汤姆逊散射测量了高重复频率（1 Hz）的高能（5-10 J）激光脉冲辐照固体靶产生的大尺度（~2 cm）爆炸激光等离子体中的电子密度和温度。汤姆逊散射诊断符合这种高重复率。与以前在高得多的能量下进行的单次发射不同，该仪器允许在等离子体内部的任何地方进行点测量，方法是当实验以1 Hz重复时，使用电动载物台自动平移散射体积。测量的密度约为4 $\times 10^{16}$ cm $^{-3}$，温度约为7 eV，导致散射参数接近1，这取决于与目标的距离。所测得的光谱显示了从靠近目标的集体散射到更大距离处的非集体散射的转变。通过拟合弱集体光谱获得的密度同意在10%以内，通过拉曼散射在氮气中进行的辐照度校准。
2021-10-04 physics.ins-det physics.plasm-ph
Thomson scattering in the average-atom approximation
本文应用平均原子模型研究了热致密物质中X射线的汤姆逊散射，重点研究了束缚电子的散射。从平均原子模型中得到了评价动态结构函数所需的参数（化学势、平均离子电荷、自由电子密度、束缚波函数和连续波函数以及占据数）。所得到的分析提供了一个相对简单的诊断与X射线散射测量中使用。应用程序给出了致密的氢，铍，铝和钛等离子体。在钛的情况下，结合态的预测修改的光谱显着。
2012-10-01 physics.plasm-ph
Resonant Bound-Free Contributions to Thomson Scattering of X-rays by Warm Dense Matter
最近的计算[Nilsen et al. arXiv：1212.5972]预测，在金属密度和T=12 eV下，铬（Z=24）中3s和3 p束缚态对散射光子光谱的贡献低于相应的束缚态阈值。这些共振被证明是密切相关的连续降低，在自由原子中的3D束缚态溶解成共振l=2分波的连续。由此产生的d-态共振占主导地位的贡献的束缚-自由的动态结构功能，导致预测的共振散射X射线光谱。在周期表中Ca和Mn（20 <= Z <= 25）之间的所有元素中显示出类似的共振特征。
2013-01-15 physics.plasm-ph
Quasi-monoenergetic femtosecond photon sources from Thomson Scattering using laser plasma accelerators and plasma channels
窄带宽、高能量光子源可以通过激光从高能电子的汤姆逊散射产生，并且需要对相互作用进行详细控制以产生高质量源。我们提出了分析计算的能量角谱和光子产率参数化的电子和激光束参数的影响，使源设计。这些计算，结合数值模拟，被施加到使用传统的散射在真空中的源和方法，用于改善通过激光波导或等离子体通道的源进行评估。我们发现，光子通量可以大大增加，通过使用等离子体通道引导激光在相互作用过程中。相反，我们表明，要产生给定数量的光子，所需的激光能量可以通过使用等离子体通道减少一个数量级。此外，我们表明，等离子体可以用作一个紧凑的束流转储，其中的电子束在短距离内减速，从而大大减少辐射屏蔽。现实的实验误差，如横向抖动定量示出是可以容忍的。提供了能够执行核共振荧光和光裂变的源的设计的实例。
2014-06-06 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Collective Thomson scattering in magnetized electron and positron pair plasma and the application to induced Compton scattering
本文研究了磁化电子-正电子对等离子体中X模式波的集体汤姆逊散射，发现其截面与非集体散射相当且受回旋频率平方抑制，并据此估算了诱导康普顿散射，探讨了对脉冲星和快速射电暴的启示。
2024-02-27 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Ion-acoustic feature of collective Thomson scattering in non-equilibrium two-stream plasmas
本文从理论和数值计算两方面研究了双流等离子体中集体汤姆逊散射的离子声特性。当两个（静止和运动）分量的电子分布函数在对应于离子声学特征的两个共振峰的相速度处彼此重叠时，理论谱显示不对称性，因为电子朗道阻尼率对于两个峰是不同的。数值模拟的结果与理论谱符合得很好。我们还证明了两个流型不稳定性的离子声学功能的效果。在不稳定性的存在下，模拟的光谱显示出与重叠情况相反的趋势，这是由于不稳定性引起的电子分布函数的时间变化的不对称性。我们的研究结果表明，双流等离子体有显着的CTS谱的影响和不稳定性所产生的波可以观察到的离子声学功能。
2022-12-19 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Conceptual Study of a Collective Thomson Scattering Diagnostic for SPARC
针对SPARC托卡马克未探索的等离子体条件，本文探讨了集体汤姆逊散射诊断的概念设计，提出140 GHz X-mode CTS系统为最优选择，可实现聚变alpha分布等参数的芯部测量，为诊断套件提供低成本补充。
2024-08-24 physics.plasm-ph
Collective Thomson scattering diagnostic for the GDT experiment
在本文中，我们提出了一个集体汤姆逊散射诊断快速离子测量的气体动力学阱（GDT）设施在布德克研究所。诊断利用54.5 GHz的回旋管通常用于电子回旋共振加热作为探针辐射源，其目的是在重建的分布在横向和纵向速度的NBI驱动的离子在等离子体核心。在这里，我们提出了这一概念的可行性研究。
2020-02-10 physics.plasm-ph
Design of a Thomson scattering diagnostic for the SMART tokamak
本文设计了用于SMART球形托卡马克的汤姆逊散射诊断系统，通过2焦耳1064nm激光和28个空间点测量电子温度与密度，并优化测量点以分辨边缘台基。
2024-07-18 physics.plasm-ph
Two-dimensional PIC simulation of collective Thomson scattering in a beam-plasma system
Interdisciplinary Graduate School of Engineering Sciences, Kyushu University（九州大学理工学研究科）；Faculty of Engineering Sciences, Kyushu University（九州大学工学部）；Quantum and Spacetime Research Institute (QuaSR), Kyushu University（九州大学量子时空研究所）；International Research Center for Space and Planetary Environmental Science (i-SPES), Kyushu University（九州大学国际宇宙行星环境科学研究中心）；Institute of Laser Engineering, Osaka University（大阪大学激光工程研究所）
本研究通过二维粒子模拟分析了束-等离子体系统中集体汤姆逊散射的不对称特性及不稳定性影响
2025-12-09 astro-ph.HE physics.plasm-ph physics.space-ph
Two-dimensional Thomson scattering in high-repetition-rate laser-plasma experiments
本文首次报告了高重复频率激光等离子体实验中电子密度和温度的二维光学汤姆逊散射测量，通过自动平移散射体积实现大空间区域亚毫米级分辨率的二维测量，并展示了仪器设计、自动对准、光谱拟合算法及氮气激波实验结果。
2023-05-13 physics.ins-det physics.plasm-ph
Improved Collective Thomson Scattering measurements of fast ions at ASDEX Upgrade
了解受限快离子的行为在当前和未来的聚变实验中都是重要的。这些离子在加热等离子体方面起着关键作用，对于在下一步聚变装置中实现燃烧等离子体的条件至关重要。基于微波的集体汤姆森散射（CTS）非常适合反应堆条件，并通过提供在空间、时间和一维速度空间中解析的受限快离子分布函数的测量来提供这样的机会。我们目前在ASDEX升级中使用回旋管运行CTS系统，该回旋管产生105 GHz的探测辐射。使用两个独立的接收器系统的新设置已经能够改进背景信号的减法，因此第一次准确表征快离子特性。在这里，我们回顾了这种新的双接收器CTS设置和目前的结果快离子测量的基础上改进的背景表征。这些结果是在有和没有NBI加热的情况下以及在测量体积靠近等离子体中心的情况下获得的。测量同意定量与数值模拟的预测。因此，在ASDEX升级中进行快离子动力学的CTS研究现在是可行的。新的背景减除技术对其他聚变实验中CTS系统的设计具有重要意义。
2013-10-09 physics.plasm-ph
Statistical inference of collision frequencies from x-ray Thomson scattering spectra
本研究考察了非弹性X射线汤姆逊散射特征对动态碰撞频率等建模细节的敏感性，并应用蒙特卡罗反演方法评估了XRTS信号推断直流碰撞极限及电导率的效用。
2024-08-27 physics.comp-ph physics.plasm-ph
On the accuracy of measurements of electron temperature by Thomson scattering diagnostic in the plasma core of the ITER tokamak
Ioffe Institute（约费研究所）
重新评估ITER芯部电子温度测量精度，发现修正光电产额后，10%精度仅能在低背景辐射下达到20 keV，高背景下仅1 keV，需提高激光能量或最低密度。
2026-06-23 physics.ins-det physics.plasm-ph
Theoretical Treatments of the Bound-Free Contribution and Experimental Best Practice in X-ray Thomson Scattering from Warm Dense Matter
通过与高分辨率同步加速器X射线实验结果的比较，我们评估了束缚自由（芯电子）对X射线汤姆逊散射的贡献的几种理论处理（即，也称为非共振非弹性X射线散射）。我们确定了一个经常被忽视的来源，系统误差的平面波形状因子近似（PWFFA）用于推断的温度，电离状态，和自由电子密度在一些激光驱动的压缩研究温暖的致密物质。这个错误是由于PWFFA中能量守恒的直接违反。我们提出了一个改进的做法，将特别相关的XRTS实验进行了一些改进的能量分辨率在国家点火装置或直线加速器相干光源的束缚-自由项。我们的研究结果提出了重要的问题，在XRTS研究中的状态变量确定的准确性，在低分辨率XRTS光谱的有限的信息内容并没有强烈约束的电子结构模型被用来拟合光谱。
2012-12-13 cond-mat.other physics.plasm-ph
Thomson scattering diagnostic at the gas dynamic trap
在气体动力学阱（GDT）上安装了多视线非相干汤姆逊散射诊断仪，用于测量等离子体电子温度和密度的径向分布。诊断基于波长为$1064 nm$的Nd：YAG激光。它的聚光透镜采用$90^\circ$散射几何结构，总共有11条视线。在现阶段，其中六个配备了干涉滤光片光谱仪。在GDT为期一个月的实验活动中的初始操作结果表明，$T_e \geqslant 20 eV$和$n_e \geqslant 10^{19} m^{-3}$的径向轮廓的精度为百分之几。下一个计划的诊断性能的提升是用脉冲群激光器升级，以研究每次GDT射击中等离子体参数的快速动态。
2022-08-29 physics.ins-det physics.plasm-ph
Monte Carlo simulation method for incoherent Thomson scattering spectra from arbitrary electron distribution functions
National Institute for Fusion Science（国立核融合科学研究所）；Graduate School of Engineering, Hokkaido University（北海道大学大学院工学研究科）；The Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI)（综合研究大学院大学）
本文提出了一种基于宏粒子的蒙特卡洛方法，用于计算任意电子分布下的不相干汤姆孙散射光谱，并通过对比验证展示了其可靠性。
2025-11-21 physics.plasm-ph
Initial operation and data processing on a system for real-time evaluation of Thomson scattering signals on the Large Helical Device
一个可扩展的系统，电子温度和密度的实时分析的基础上，从汤姆逊散射诊断，最初开发和安装在NSTX-U实验的信号，最近被改编为大螺旋装置（LHD）和操作的第一次在等离子体放电。在其初始运行期间，它以30赫兹的激光重复频率例行记录和处理四个空间点的信号，完全在系统60赫兹的额定能力范围内。我们提出了从这个初始运行收集的数据的例子，并描述了随后的适应分析代码，以提高温度计算的保真度。
2021-06-23 physics.plasm-ph
First Results from an Event Synchronized -- High Repetition Thomson Scattering System at Wendelstein 7-X
Wendelstein 7-X（W7-X）Thomson散射（TS）诊断仪进行了升级，可瞬时实现千赫兹采样率和可调测量时间。现有的Nd：YAG激光器用于重复发射“脉冲串”，即在短时间间隔内发射多个激光脉冲。在三个可用的激光器中适当地定时脉冲串，每个脉冲串最多可以进行12次均匀间隔的连续测量。脉冲群内的脉冲到脉冲增量可以从2 ms调谐到33.3 ms（500 kHz - 30 Hz）。此外，事件触发系统的开发同步的突发汤姆逊散射测量等离子体事件。示例性地，为了证明该方法的能力，提出了在低温H2丸粒注入之后的快速电子密度和温度演变的情况。
2019-08-13 physics.plasm-ph
Single attosecond XUV pulse source via light-wave controlled relativistic laser-plasma interaction: Thomson Back Scattering Scheme
ELI ALPS, ELI-HU Non-Profit Ltd.（欧洲强激光基础设施阿尔普斯分部，匈牙利非营利有限公司）；Institute of Physics, University of Szeged（塞格德大学物理研究所）；Pasqal（帕斯卡尔）
通过优化驱动激光波形生成单个相对论电子层，实现可控的阿秒脉冲源，用于超快现象研究。
2025-08-19 physics.app-ph physics.comp-ph physics.optics
X-ray Thomson scattering spectra from DFT-MD simulations based on a modified Chihara formula
本文提出基于修正Chihara公式和DFT-MD模拟计算X射线汤姆逊散射谱的方法，比较Mermin介电函数与LR-TDDFT框架，发现前者在环境密度铍中表现优异但在高度压缩物质中失效，并利用LR-TDDFT重新分析实验证明传统模型在小散射角下存在显著偏差。
2023-01-04 physics.plasm-ph
Static linear density response from X-ray Thomson scattering measurements: a case study of warm dense beryllium
本文展示如何将静态线性密度响应函数与X射线汤姆孙散射测量关联，用于诊断温稠密物质，并以国家点火装置的铍数据验证了理论模型，给出了更准确的质量密度估计。
2025-04-24 physics.chem-ph physics.plasm-ph
Theory of Thomson scattering in inhomogeneous media
激光汤姆逊散射是等离子体密度、温度和磁场的最基本的诊断方法之一。它依赖于这样的假设，即探测体积中的属性在探测时间期间是均匀且恒定的。另一方面，实验室等离子体在收集数据的时间和空间维度上很少是均匀和同质的。这对于激光产生的高能量密度物质尤其如此，其通常在由激光焦点确定的尺度上表现出温度、密度和压力的陡峭梯度。在这里，我们讨论的修改的截面汤姆逊散射在完全电离介质中表现出陡峭的空间不均匀性和/或快速的时间波动。我们表明，预测的汤姆逊散射光谱大大改变相比，统一的情况下，甚至可能导致违反细致平衡。因此，仔细解释的光谱是必要的空间或时间不均匀的系统。
2016-04-27 astro-ph.IM cond-mat.stat-mech physics.optics
Inference of $α$-particle density profiles from ITER collective Thomson scattering
集体汤姆逊散射（CTS）诊断在ITER的主要目的是测量快离子的人口，特别是那些融合出生的$α$ -粒子的属性。基于目前的诊断设计，我们计算和拟合合成CTS光谱的ITER基线等离子体的情况下，包括噪声，折射，多个快离子种群的影响，和滋扰参数的不确定性。作为其中的一部分，我们开发了一个模型CTS，其中包括空间效应的频率依赖性折射。虽然这种影响会扭曲测量的ITER CTS光谱，我们证明，真正的$α$粒子密度仍然可以恢复到10%以内的噪音合成光谱，使用现有的拟合方法，不考虑这些空间效应。在现实的操作条件下，我们因此发现预测的ITER CTS系统的性能是一致的ITER测量要求的推断$α$粒子密度分布在100毫秒的时间分辨率的20%的准确度。
2019-07-05 physics.plasm-ph
The importance of radiative scattering in heated heavy ion plasmas
在加热等离子体中的能量传输需要辐射系数的知识。这些系数包括韧致辐射，光电离，束缚束缚传输和散射的贡献。光子在电子上的散射由Thomson模型、Klein-Nishina模型和Klein-Nishina一阶角动量模型来考虑。结果表明，辐射散射是高温等离子体能量输运的重要组成部分。此外，考虑了输运修正对散射的贡献。以处于辐射平衡的不同粒子密度和温度下的加热钚等离子体为例，讨论了该物理过程。
2010-12-17 physics.plasm-ph
Bayesian modelling of multiple plasma diagnostics at Wendelstein 7-X
本文在 Wendelstein 7-X 上利用贝叶斯方法联合建模多种诊断数据，通过高斯过程和马尔可夫链蒙特卡洛推断电子密度、温度及离子温度剖面，并引入虚拟观测和贝叶斯奥卡姆剃刀实现自洽推断。
2021-03-13 physics.plasm-ph
Laser Measurement of Anomalous Electron Diffusion in a Crossed-Field Plasma
本文利用激光诱导荧光和汤姆逊散射实验测量交叉场低温等离子体中的非经典电子扩散，发现峰值电场处扩散保持恒定而非形成输运势垒，偏离流体模型预测。
2023-12-16 physics.plasm-ph
Laser Thomson Scattering Measurements around Magnetized Model in Rarefied Argon Arcjet Plume
本研究通过激光汤姆逊散射测量稀薄氩电弧射流中磁化模型周围的电子温度和密度，发现磁场对电子密度影响小，但电子温度增幅低于CFD预测，揭示绝缘边界位置远离模型。
2024-02-09 physics.plasm-ph
Hypernetted chain calculations for two-component plasmas
我们已经进行了HNC计算致密铍等离子体的实验研究，使用X射线汤姆逊散射，最近。我们处理的非平衡态的情况下，不同的电子和离子的温度，这是相关的泵浦探测实验在超短时间尺度。为了充分考虑量子效应，我们使用有效对势来描述相互作用。结果进行了比较，经典的以及量子校正德拜模型计算。
2006-12-15 physics.plasm-ph
Predictions of bound-bound transition signatures in x-ray Thomson scattering
束缚-束缚跃迁可以在局部原子轨道热耗尽时发生，允许在零温度下禁止的激发。我们预测签名的束缚束缚跃迁在X射线汤姆逊散射测量实验室可访问的温暖的密集条件。有效的平均原子模型修正，包括准束缚态实现电离下的观测连续性，并同意与时间相关的密度泛函理论在他们的预测这些散射签名，这具有令人信服的诊断潜力的高能量密度实验。
2021-09-20 physics.atom-ph physics.comp-ph physics.plasm-ph
Transfer Learning for Analysis of Collective and Non-Collective Thomson Scattering Spectra
University of California - Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）
本文通过迁移学习方法，利用预训练模型提升对集体和非集体汤姆孙散射光谱中电子密度和温度的估计精度。
2025-12-20 physics.plasm-ph
About Formation of Quasibound States and Ordered Structures in Dense Plasma
研究了在稠密等离子体中形成准束缚态和有序结构的可能性。采用了稠密等离子体的有效势。在这些模型的基础上，得到了系统中形成有序结构的条件。结果表明，在稠密的经典等离子体中形成准束缚态，而在稠密的半经典等离子体中形成有序结构。
2002-05-13 physics.plasm-ph
