Possibility of Microturbulence Diagnostics in a Magnetically Confined Plasma Using Multiple Scattering Effects
本文提出了磁约束等离子体小尺度不规则结构诊断的新方法。该方法可以基于正常声波的强度衰减的测量。异常衰减的出现是由于电离层无线电传播的多次散射效应。结果表明，在托卡马克等离子体中可以实现多重散射区。本文计算了正常探测波在托卡马克等离子体中的反常衰减。这个量足够大，可以通过实验记录。
1997-08-18 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
Plasma Confinement State Classification in Fusion Power Plants: Profile Reflectometer and Ensemble Diagnostics
University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；Next Step Fusion S.a.r.l.；University of California Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）
本研究开发了基于机器学习的等离子体约束状态分类器，利用轮廓反射仪和集成模型提高诊断准确性。
2026-02-02 physics.plasm-ph
Implementation of Light Diagnostics for Wakefields at AWAKE
本研究实现了AWAKE装置中用于研究长相对论质子束自调制不稳定性的尾场光诊断系统，验证了蒸气等离子体源下光信号与激光沉积能量的正比关系，可用于获取等离子体密度阶跃参数并支撑尾场演化研究。
2024-12-12 physics.plasm-ph
VUV diagnostic of electron impact processes in low temperature molecular hydrogen plasma
提出了诊断电晕平衡下氢分子等离子体过程的新方法，如电离、高振动能级的产生、激发解离成单重态和三重态以及亚稳态的产生等。该方法是基于等离子体过程的速率系数和最低的单重态和三重态跃迁，即莱曼带（$B^1Σ^+_u \rightarrow X^1Σ^+_g$）和分子连续（$a^3Σ^+_g \rightarrow b^3Σ^+_u$），在真空紫外波长范围内的氢分子的光学发射光谱的比较。自旋允许和/或自旋禁止激发的速率系数的比较减少了由电子能量和分子振动能级的非平衡分布引起的不确定性，这通常在等离子体源中知之甚少。所描述的方法被施加到估计在灯丝电弧放电的各种等离子体过程的速率。
2015-06-04 physics.plasm-ph
Optical tomography diagnostic for study of neutral plasma component in the gas dynamic trap
最近，在气体动力阱上安装了光学诊断观测装置，用于观测等离子体吸收体附近边界区多个弦上的D-α线发射。实施模式的观察线是适合于局部发射率分布的断层重建，虽然必须采取的步骤，增加通道计数和角等离子体覆盖范围的扩展。模块化设计的光学配准系统使用带宽带放大器的雪崩光电二极管，可实现大信号动态范围和1 mks的有效时间分辨率。基于极大似然原理的迭代后向投影技术具有较高的计算精度。获得了等离子体在截面上的演化图像。还开发了相关分析工具，并提出了等离子体湍流研究的第一个结果。
2021-02-22 physics.plasm-ph
Experimental setup for testing nanocalorimeter sensors as a plasma diagnostics tool
NIST（美国国家标准与技术研究院）；University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）
本文介绍了一套结合多种等离子体诊断技术的实验装置，用于表征纳米量热计传感器，并展示了其在区分电子/离子热通量和检测脉冲放电温度瞬变方面的应用，旨在推动纳米量热测量作为等离子体加工的实时计量工具。
2026-09-18 physics.plasm-ph
HiPIMS magnetized plasma afterglow diagnostic
使用高功率脉冲磁控溅射（HIPIMS）技术沉积抵抗侵蚀性环境条件的薄膜代表了技术挑战。为了建立最佳的操作条件，需要知道在脉冲阴极电流结束时磁化等离子体的寿命。我们开发的桌面系统允许测量所有操作HiPIMS类型的寿命，无论是短脉冲还是长脉冲，基于施加具有非常短的上升时间的电压脉冲时电流的快速增加，直到取决于初始磁化等离子体特性的值。
2019-06-25 physics.plasm-ph
Plasma Sources and Diagnostics
精心设计、控制和诊断的等离子体源是掌握等离子体粒子加速器技术的关键因素。这项工作回顾了基本的物理概念，等离子体源的常见类型，和可用的诊断技术，提供了一个起点，先进的研究进入这一领域。
2020-07-16 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Special behavior of alkali beam emission spectroscopy in low-ion-temperature plasma
束发射光谱（BES）是一种强有力的等离子体诊断方法，特别适合于测量等离子体密度及其起伏。因此，合成BES代码经常用于帮助设计或利用这些诊断系统。然而，合成诊断也可以用于研究在以前尚未探索的操作条件下的方法。本文提出了这样一个分析，利用RENATE-OD合成诊断代码的一个假设的碱BES系统的HSX仿星器。HSX是一种在聚变装置领域具有不寻常的操作机制的装置，这是由于低离子温度和低等离子体密度。结果发现，BES在这些条件下显示出不寻常的趋势。本文探讨了低离子温度等离子体中束流能量与等离子体穿透的关系，以及低密度等离子体促进的独特发射特征，以及这些特征背后的原因。
2023-03-14 physics.plasm-ph
Addendum to `Mapping electron dynamics in highly transient EUV photon-induced plasmas: a novel diagnostic approach using multi-mode microwave cavity resonance spectroscopy'
在最近的出版物（Beckers，J.，等，“Mapping electron dynamics in highly transient EUV photon-induced plasmas：a novel diagnostic approach using multi-mode microwave cavity resonance spectroscopy.物理学杂志D：应用物理52.3（2018）：034004。由于最近对极紫外光子诱导等离子体的余辉的另外的第三衰减状态的检测和研究，在稍后的文章中描述了（Platier，B.，等人的“在EUV诱导的氩等离子体中从双极到自由扩散的转变。“应用物理快报116.10（2020）。对于这种方法工作的最小数量的光子还有另外的原因。接近或低于这个阈值，我们解释说，诊断方法的响应时间是一个限制因素。此外，在脉冲内的光子的数量的第二个限制是正式涉及到高能量的自由电子的捕获。
2020-03-06 physics.plasm-ph
Analytical theory of Doppler reflectometry in slab plasma model
在解析理论的框架下，在平板等离子体模型中考虑了多普勒反射。诊断局部性进行了分析两个政权：线性和非线性的湍流振幅。提出并讨论了将探测波束聚焦到截止点的环形天线作为提高诊断空间分辨率的一种方法。结果表明，即使在非线性制度的多次散射的情况下，诊断可以用于等离子体极向旋转轮廓的估计（具有一定的精度）。
2004-10-15 physics.plasm-ph
Diagnostics of hot electrons leaving the ECR plasma sustained by the high-power gyrotron
电子回旋共振（ECR）放电等离子体中电子的能量分布具有复杂的形状，作为各种参数的函数，仍然未知。同时，它也是等离子体的一个重要特性。一些方法和途径给出了估计或测量从等离子体中损失的电子的分布的性质的可能性。其中之一，类似于离子质谱，在这项工作中，获得这样的分布在非经典的连续ECR离子源与高（高达$ 50-100$ W/cm $ ^ 3 $）的能量输入的第一次随着韧致辐射谱。对于某些参数，发现了一个阈值状的制度，其中包括高能电子的爆发，韧致辐射，据推测，动力学不稳定性的发展。
2021-12-31 physics.plasm-ph
Diagnostics of atmospheric pressure capillary DBD oxygen plasma jet
采用单极性正脉冲电源，研制了大气压毛细管介质阻挡氧放电等离子体射流产生低温等离子体。光学和电学技术都被用来研究所产生的等离子体的特性作为施加电压和气体流量的函数。从光学发射光谱数据获得的分析结果揭示了气体温度，转动温度，激发温度和电子密度。气体温度和旋转温度随氧气流量的增加而降低，但随外加电压的增加而线性增加。结果表明，随着外加电压和氧气流量的增加，电子密度增加，而电子激发温度则随着氧气流量的增加而降低。电特性表明，放电频率随流量下降，但随电压增加。将制备的等离子体初步应用于枯萎病马铃薯样品的灭活率研究。
2015-09-01 physics.plasm-ph
Thomson microwave scattering for electron number density diagnostics of miniature plasmas at low pressure
本文提出了一种新的汤姆逊微波散射方法，用于测量压力小于10 Torr的微型等离子体的电子数密度。该方法被用于测定空气中以5 Torr启动的辉光放电的正柱中的电子数密度，等离子体柱直径为3.4 mm。汤姆逊微波散射（TMS）系统测得的电子数密度为3.36*10^10 cm^-3。使用TMS系统获得的结果与使用微波四分之一波长发夹谐振器的公知技术进行的测量进行了验证。用发夹谐振器测量得到的电子数密度为2.07*10^10 cm^-3，这与TMS系统的结果完全一致。
2019-05-17 physics.plasm-ph
Plasma diagnostics using digital holographic interferometry
一方面是电荷耦合器件（CCD）的发展，另一方面是全息技术的高分辨率测量，我们采用数字实时全息干涉术的方法对高密度等离子体进行了诊断。等离子体电子密度的测量值与其他技术的测量值一致。
2008-11-24 physics.ins-det physics.plasm-ph
Development of submillimeter wave source Gyrotron FU series for plasma diagnostics
福井大学远红外区域开发研究中心（FIR FU）开发的回旋管是高频、中等功率回旋管，作为毫米波至亚毫米波辐射源，应用于包括等离子体诊断在内的新远红外技术。我们已经开发了Gyrotron FU系列，由8个回旋管组成。该系列回旋管实现了宽范围（38 ~ 889 GHz）的频率调谐。最高频率对应于337微米的波长。这是目前回旋管高频工作的最高记录。最近，我们研制了一种高次谐波电子束回旋管和一种脉冲磁场太赫兹回旋管。本文介绍了FU系列回旋管的现状。
2004-11-18 physics.plasm-ph
Optical diagnostics of laser-produced plasmas
激光产生的等离子体（LPPs）基于照射条件、目标几何形状和背景覆盖气体而吞没温度、密度、压力、磁场和电场、电荷状态、带电粒子动力学和气相反应的奇异和复杂条件。LPP的应用潜力是如此的多样化，以至于它在基础和应用研究领域都产生了相当大的兴趣。虽然大多数传统的表征技术开发的其他等离子体源可以用来表征的LPP，必须小心解释的结果，因为它们的小尺寸，瞬态性质，和不均匀性。大的时空密度和温度梯度的存在往往需要在距离和时间上进行非均匀加权平均。在各种等离子体表征工具中，基于光学的诊断工具在LPP参数的精确测量中起着关键作用。光学工具箱包含光学探测方法（汤姆逊散射，阴影，纹影，干涉，测速和偏转），光谱学（发射，吸收和荧光），以及被动和主动成像。每种技术都可用于测量特定的属性，并且由于与所选测量工具相关的灵敏度问题，其使用仅限于LPP演进期间的某个时间跨度。因此，多种诊断工具对于全面了解整个等离子体行为至关重要。近年来，激光器和检测器系统性能的改进扩展了上述被动和主动诊断工具的能力。这篇评论提供了一个概述的光学诊断工具，经常采用的LPP的表征，并强调技术，相关的假设和挑战。
2022-08-15 physics.plasm-ph
Synthetic Nuclear Diagnostics for Inferring Plasma Properties of Inertial Confinement Fusion Implosions
一套合成核诊断已经开发后处理辐射流体动力学模拟与代码嵌合体。这些提供了基于模拟胶囊特性的实验观测值，并用于评估替代实验和数据分析技术。这些诊断包括中子能谱、一次和散射中子成像、中子活化、$γ$ -射线时间历程和碳$γ$ -射线成像。分析了中子能谱的新特征，以推断等离子体参数。nT和nD反向散射边缘已被证明可以提供壳体速度测量。面密度不对称性低模式扰动已推断从下散射光谱的斜率下降到10兆电子伏。中子活化诊断显示出显着的混淆高模式面密度不对称性时，观察胶囊内爆与三维多模扰动应用。碳$γ$射线成像可用于高会聚比的烧蚀层成像。融合和碳$γ$信号的时间历程表明，与对称模拟相比，扰动情况下峰值强度之间的时间差更大。
2019-02-07 physics.plasm-ph
Optical diagnostics and mass spectrometry on the afterglow of an atmospheric pressure Ar/O$_2$ radiofrequency plasma used for polymer surface treatment
在聚合物表面处理的上下文中，大气压Ar/O $_2$射频等离子体的余辉的特征在于通过光发射光谱，激光诱导荧光和质谱。的O $_2$气体流量和源功率上的等离子体特性（气体温度，Ar激发温度，O原子和OH自由基的相对浓度）的影响进行了评估。我们表明，对于等离子体炬到基板的距离低于6毫米，余辉创建一个保护性的气氛，从而与基板相互作用的等离子体气体成分得到很好的控制。对于更高的距离，环境空气的影响不能再被忽略，并且Ar、O $_2$和N $_2$浓度的梯度被测量为轴向和垂直位置的函数。
2016-05-02 physics.plasm-ph
Plasma Confinement State Classification via FPP Relevant Microwave Diagnostics
University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；Next Step Fusion S.a.r.l.；The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
本文提出一种仅用ECE信号的简约机器学习方法，通过径向基函数特征提取和梯度提升分类器，在聚变发电厂中实现L模与H模约束状态的高准确率分类（平均96%），验证了受限诊断下实现稳健控制的可行性。
2025-10-15 physics.plasm-ph
Microwave Diagnostics of Ultracold Neutral Plasma
提出了一种利用微波辐射诊断超冷中性等离子体的方法。计算了超冷中性等离子体的微波散射。得到了简单的计算公式，并指出当$ω\ggω_{pe0}$时，超冷中性等离子体的偶极辐射功率不依赖于密度分布$n_e(r)$和$ω$，而依赖于总电子数$N_e$。该方法提供了等离子体的$N_e$信息，并由此得到了等离子体的三体复合率，这在超冷中性等离子体的研究中是非常重要的。
2010-04-13 physics.atm-clus physics.plasm-ph
Diagnostics of low and atmospheric pressure plasmas by means of mass spectrometry
对于理解薄膜的生长或蚀刻，诸如自由基或高能离子的活性物质到表面的绝对通量的知识是至关重要的。这些物种由于其高反应性而具有非常低的密度，因此它们的检测是一项具有挑战性的任务。质谱是一种非常灵敏的技术，它将被证明是研究等离子体化学的一个很好的选择。质谱法直接在表面测量等离子体组成，并且不受可接近的光学跃迁的存在的限制。当适当设计和仔细校准时，质谱法提供了测量物质的绝对密度。它甚至可以测量内部激发的亚稳态物质。在这里，中性物种和正离子产生的大气压等离子体射流与他，六甲基二硅氧烷和O2的测量。
2011-05-13 physics.plasm-ph
Attosecond dispersion as a diagnostics tool for solid-density laser-generated plasmas
极紫外脉冲可以通过电离的固体密度目标传播，不像光脉冲，因此有可能在亚飞秒时间尺度上探测这种等离子体的内部。提出了一种基于极紫外阿秒探测脉冲色散的固体密度激光等离子体综合诊断方法。通过计算极紫外探测脉冲在激光等离子体中传播的色散，证明了这种方法的理论可行性。等离子体动力学是使用粒子模拟计算的，而探针的色散是使用外部伪谱波解算器计算的，从而在计算色散时具有高精度。这种方法的应用说明薄膜塑料和铝目标照射的高强度泵浦脉冲。通过比较探测脉冲相对于泵浦脉冲在不同延迟处的色散，可以跟踪等离子体在其分解时的演变。色散的高频端提供了线积分电子密度的信息，而较低的频率更多地受到沿探针路径遇到的最高密度的影响。此外，薄膜干涉的存在可以用来研究等离子体表面的演变。
2022-04-26 physics.plasm-ph
First hydrogen operation of NIO1: characterization of the source plasma by means of an optical emission spectroscopy diagnostic
NIO 1是一种紧凑灵活的射频H离子源，由Consorzio RFX和INFN-LNL开发。NIO 1实验的目的是优化负离子的产生及其提取和束流光学。在其调试的初始阶段，NIO 1使用氮气运行，但现在该源也定期使用氢气运行。为了评估源的性能，安装了光学发射光谱诊断。该系统包括一个光谱范围为300-850 nm的低分辨率光谱仪和一个高分辨率（50 pm）光谱仪，分别研究可见光范围内的原子和分子发射。的光谱数据也已被解释的装置在IPP Garching开发的碰撞辐射模型。除了诊断硬件和数据分析方法，本文提出了第一个等离子体测量跨越过渡到全H模式，在氢放电。描述了等离子体参数中的这种转变的特征签名，特别是从等离子体发射的光在一定功率阈值以上的突然增加。
2022-11-07 physics.plasm-ph
Enhanced beam transport via space charge mitigation in a multistage accelerator for fusion plasma diagnostics
针对强流负离子束在空间电荷效应下传输效率低的问题，提出通过多级加速系统优化电压分配形成静电透镜效应的方法，在LHD-HIBP上实现Au束流电流提升2-3倍，将等离子体电位测量扩展至更高密度，并适用于多种加速器系统。
2025-09-20 physics.plasm-ph
An Imaging Refractometer for Density Fluctuation Measurements in High Energy Density Plasmas
我们报告最近开发的激光探测诊断，它允许直接测量的射线偏转角在一个轴，同时保留在其他轴的成像能力。这使我们能够测量从激光束通过湍流高能量密度等离子体的角偏转光谱。该光谱包含有关等离子体内密度波动的信息，这些信息使探测激光在一定角度范围内偏转。描述了这种诊断的原理，以及我们具体的实验实现。我们使用射线追踪创建合成诊断，将这种新的诊断与标准阴影和纹影成像方法进行比较，这表明这种新的诊断比标准技术具有更高的灵敏度。我们目前的实验数据，从湍流背后的反向冲击在等离子体中，并表明，这种技术可以测量角偏转0.06和34毫拉德之间，对应于超过500的动态范围。
2021-03-09 physics.plasm-ph
Unraveling the different regimes arisen during plasma ammonia synthesis on mesoporous silica SBA-15 through plasma diagnostics
在这里，我们证明了介孔二氧化硅SBA-15和SBA-15-Ag浸渍等离子体氨合成过程中的性能取决于等离子体条件。在高功率下，不含Ag的介孔二氧化硅SBA-15产生在我们的实验中观察到的最大量的氨，但是添加Ag在较低功率下提供了较小的益处。使用N2、N2+和NH分子带和Hα线的光学发射光谱分析等离子体条件。对SBA-15的光发射谱，特别是Ha线和N2分子谱带数据的分析表明，SBA-15具有更高的电子密度和更高的N2振动温度。相对于中性N2，更强的N2+发射为SBA-15填充床反应器中更高的电子密度提供了额外的证据。Ag的加入导致原子氢的浓度较低。其中Ag充当氢汇，促进与氮的表面反应。光谱中NH的存在可指示SBA-15反应器中较高的H浓度。从材料的角度来看，SBA-15是一种更耐用的催化剂，由于金属在结构中时没有产生局部加热，因此在等离子体暴露后具有值得称赞的表面积保持率。
2022-01-27 physics.plasm-ph
Multi-diagnostic approach to energy transport in an atmospheric pressure helium-oxygen plasma jet
等离子体的能量平衡不仅包含关于基本等离子体物理的基本信息，而且对于使等离子体适应特定应用也很重要。特别是射频驱动的大气压氦氧混合等离子体射流在工业和医学领域具有很大的应用潜力。到目前为止，已经研究了许多类型的等离子体射流，这导致了如何比较不同来源的结果的挑战。我们已经开发了一种方法，用于测量沉积在等离子体中的功率作为参数来比较不同的源和气体混合物彼此。此外，我们研究了能量传输作为这个输入功率和分子气体混合物在一个新开发的APPJ的基础上的成本参考射流与毛细管作为电极之间的电介质的函数。测定了气体温度、原子氧密度、臭氧密度和可见光区的绝对发射强度。结合结果给出了能量平衡，其中大部分能量沉积在气体加热中。生产的最终化学产品构成了少量的沉积功率，而辐射是可以忽略不计的所有外部参数的组合研究。
2021-02-24 physics.plasm-ph
Reconstructing the Plasma Boundary with a Reduced Set of Diagnostics
本研究针对DIII-D托卡马克等离子体边界重建的不适定问题，对比两种不同输入特征的神经网络模型，验证了精简诊断下机器学习的有效性，为聚变发电厂诊断受限场景提供解决方案。
2025-05-15 physics.plasm-ph
The environment effect on operation of in-vessel mirrors for plasma diagnostics in fusion devices
第一个反射镜将是ITER光学诊断系统中面向等离子体的组件。镜面将经历由侵蚀和再沉积过程引起的改性[1，2]。因此，镜子的性能可能会改变，并可能恶化[3，4]。在偏滤器区域，它也可能被沉积物所掩盖[5-7]。由于对热核实验堆容器内组件的接触有限，因此需要对现有设备中的镜面材料进行测试，以收集关于材料损坏和镜面性能（即反射率）退化的信息。一个专门的实验方案，第一镜测试（FMT），已开始在JET托卡马克的框架内氚滞留研究（TRS）。
2004-11-16 physics.plasm-ph
Fast particle-driven ion cyclotron emission (ICE) in tokamak plasmas and the case for an ICE diagnostic in ITER
离子回旋频率范围内的快粒子驱动波（离子回旋辐射或ICE）为许多托卡马克装置中的受限和逃逸快离子提供了有价值的诊断。这是一种被动的、非侵入性的诊断方法，与ITER中氘氚等离子体的高辐射环境兼容，可以提供有关该设备中聚变α粒子和束离子的重要信息。在JET中，来自受限聚变产物的ICE与聚变反应速率的比例线性超过6个数量级，并提供了α粒子约束接近经典的证据。在TFTR中，从等离子体边缘的超Alfvénic α粒子中观察到ICE。DIII-D中的束驱动ICE的强度与鱼骨激发期间的中子速率下降的相关性比来自更直接的束离子损失诊断的信号更强。在ASDEX Upgrade中，ICE由超Alfvénic DD聚变产物和亚Alfvénic氘束离子产生。
2014-12-12 physics.plasm-ph
Design and Implementation of a Fast-Sweeping Langmuir Probe Diagnostic for DC Arc Jet Environments
AMA Inc. at NASA Ames Research Center（美国航空航天局艾姆斯研究中心 AMA 公司）；NASA Ames Research Center（美国航空航天局艾姆斯研究中心）；NASA Postdoctoral Program at NASA Ames Research Center（美国航空航天局艾姆斯研究中心博士后项目）
针对传统静电探针时间分辨率不足的问题，设计实现了开源低成本的快速扫描Langmuir探针系统，在30 kW直流电弧射流装置中验证了其在极端气动热条件下的高时间分辨率等离子体参数测量能力。
2025-10-30 physics.plasm-ph
A neural network approach to kinetic Mie polarimetry for particle size diagnostics in nanodusty plasmas
Kiel University（基尔大学）
针对纳米尘埃等离子体粒径诊断中标准米氏散射反演方法需专业知识的问题，提出动力学偏振测量神经网络，可分析特定折射率范围的非晶碳纳米颗粒尺寸，结果与现有算法一致且稳定性、计算速度和自动化程度更优。
2025-10-02 physics.plasm-ph
Plasma Light As Diagnostic For Wakefields Driven By Developing Self-Modulation Of A Long Particle Bunch
本研究提出利用等离子体原子线辐射光诊断长质子束自调制驱动的尾场，设计了可设置不同位置和高度密度阶跃的新型蒸汽/等离子体源，模拟显示百分之几的密度阶跃可使束流在数百米等离子体中驱动GV/m级尾场。
2024-10-31 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Shear Alfvenic Waves in Electron-Positron Plasma: Analysis of Solitary Wave Properties and Numerical Validation
本文利用约化摄动法和导数非线性薛定谔方程研究了电子-正电子等离子体中剪切阿尔芬波的孤立波特性，发现驼峰型孤立波，并通过有限差分法数值验证了精确解的一致性。
2024-01-13 physics.plasm-ph
Spatially resolved determination of the electronic density and temperature by a visible spectrotomography diagnostic in a linear magnetized plasma
在这项工作中，一个非侵入性的，空间分辨，光谱层析光学诊断的电子密度和温度的线性等离子体柱西北风。光谱学和层析成像技术的耦合提供了在不同波长（可见光和近红外）的氩等离子体中的局部等离子体光发射的访问。利用Mistral实验的对称性，验证了诊断结果，发现等离子体对应于日冕平衡态。与使用另一个光谱仪和朗缪尔探针，我们提出了一种非侵入性的方法来确定电子密度和温度的等离子体的断层图像的每个像素。所得结果与朗缪尔探针的结果符合得很好。
2020-05-06 physics.optics physics.plasm-ph
Neutral particle analyzer for plasma diagnostics on tokamak ST40
本文介绍了为球形托卡马克ST40设计制造的中性粒子分析仪，可测量0.5-10 keV体离子温度与40 keV以下快离子能量分布，还能分离氢同位素并测量所选同位素的离子分布函数。
2025-02-19 physics.ins-det physics.plasm-ph
UV continuum emission and diagnostics of hydrogen-containing non-equilibrium plasmas
首次提出氢分子辐射离解连续谱（$a^{3}Σ_{g}^{+} \to b^{3}Σ_{u}^{+}$电子跃迁）的发射可作为非平衡等离子体光谱诊断的信息源。通过对激发-失活动力学、各种碰撞跃迁和辐射跃迁的速率常数以及拟合过程的详细分析，提出了两种新的诊断方法：（1）从相对强度分布诊断基态$X^{1}Σ_{g}^{+}$振动温度$T_{\text{vib}}$;（2）从连续谱的绝对强度诊断电子碰撞解离速率$(d[\mbox{H$ _{2} $}]/dt)_{\text{diss}}$。对由Fulcher-$α$谱带的相对强度确定$T_{\text{vib}}$的已知方法进行了修正和简化，修正了$d \to a$跃迁几率和$d \gets X$电子碰撞激发截面.一般的考虑是说明在纯氢毛细管电弧和H $_{2}$ +Ar微波放电实验的例子。
1998-11-20 physics.plasm-ph
Recent studies on single-shot diagnostics for plasma accelerators at SPARC_LAB
等离子体尾场加速技术由于具有很高的加速梯度而成为最有前途的小型廉价加速器加速技术。然而，这种方法仍然遭受拍摄到拍摄的不稳定性，主要涉及到实验参数的波动。因此，需要使用Single Shot诊断来正确理解加速机制。在这项工作中，我们提出了两个诊断探测电子束从激光等离子体相互作用，一个依赖于电光采样（EOS）的激光固体物质相互作用，另一个基于光学渡越辐射（OTR）的Single Shot测量的等离子体加速电子束的横向发射度，都是在实验室测试设备。
2018-02-09 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Polarometric Method of Plasma Diagnostics
计算了等离子体中探测信号的偏振面旋转角。基于探测激光场中法拉第效应和科顿-穆顿效应，得到了铯等离子体中残余气体平均密度和磁场平均大小的估计，结果表明，偏振面旋转角取决于入射激光波的共振失谐、介质原子的跃迁频率、磁场强度和矩阵元素。
2022-06-15 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Plasma Diagnostic and Performance of a Permanent Magnet Hall Thruster
电推进是目前深空长时间任务主推进和地球同步卫星姿态控制的成功方法。封闭漂移等离子体推力器，所谓的霍尔推力器或SPT（静止等离子体推力器）最初是在苏联（古苏联）设想的，现在它是由法国，美国，以色列，俄罗斯联邦和巴西等几个国家的航天局，空间研究机构和工业开发的。在这项工作中，我们展示了等离子体特性和性能的霍尔推力器设计的创新概念，它使用一个阵列的永磁体，而不是一个电磁铁，产生径向磁场内的圆柱形等离子体漂移通道。在这个新概念中，我们希望在功率消耗范围内开发一种霍尔推进器，该推进器将扩展到中小型卫星。等离子体密度和温度的空间轮廓内和外的推力器通道将显示。空间等离子体电位，离子温度测量的基础上多普勒展宽的谱线和离子能量测量显示为不同的等离子体生产制度。实验测得的推进和功耗也将显示和计算模拟模型使用相同的等离子体实验条件进行比较。在这两种情况下，结果都显示出40mN至80mN之间的推力范围，这接近于使用少30%的电力的商用SPT 100获得的推力水平。
2004-10-20 physics.plasm-ph
Active plasma resonance spectroscopy: A functional analytic description
术语“有源等离子体共振光谱”是指一类利用等离子体在等离子体频率上或附近共振的能力的诊断方法。其基本思想可以追溯到放电物理学的早期：GHz范围内的信号通过电探针耦合到等离子体;记录光谱响应，然后用数学模型进行评估，以获得电子密度和其他等离子体参数的信息。近年来，这一概念作为工业兼容等离子体诊断的基础，重新引起了人们的兴趣。本文分析了诊断技术的一般描述的基础上的功能分析（或希尔伯特空间）的方法，适用于任意探头的几何形状。结果表明，等离子体探针系统的响应函数可以表示为一个适当定义的动力学算子的预解式的矩阵元。给出了对称探头设计形式的特殊化，以及用串联谐振器组成的集总电路模型的解释。我们提出了基于几何和电气对称性的优化探头设计的想法。
2013-03-05 physics.plasm-ph
A Doppler backscattering diagnostic for the EXL-50U spherical tokamak: plasma considerations and preliminary quasioptical design
A*STAR Research Entities（新加坡科学研究局）；Imperial College London（帝国理工学院）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）；UCLA（加州大学洛杉矶分校）；ENN Science & Technology Development Co., Ltd（新奥科技发展有限公司）
本文提出EXL-50U球面托卡马克的多普勒反向散射诊断概念设计，通过SCOTTY代码预测截止点位置及散射波数，确定最佳环向发射角度以最大化反向散射信号，适用于高磁 pitch角的等离子体研究。
2026-04-20 physics.plasm-ph
Developement of real time diagnostics and feedback algorithms for JET in view of the next step
实时控制等离子体参数将是下一步托卡马克高性能可靠运行的一个重要方面。任何反馈方案的主要先决条件是精确实时确定要控制的量，需要高质量和高度可靠的诊断，以及鲁棒的控制算法的可用性。最近在JET上实施了一套新的实时诊断，以证明以高精度和时间分辨率确定最重要的等离子体量的可行性。关于反馈算法，开发了新的基于模型的控制器，以允许对若干等离子体参数进行更鲁棒的控制。诊断和算法都成功地用于几个实验中，从H模式等离子体配置与ITB。由于经常需要精心设计计算量大的测量，因此非常关注非算法方法，如数字或细胞神经/非线性网络。实时硬件和软件采用的体系结构也被描述，特别注意它们的相关性ITER。
2004-10-19 physics.plasm-ph
Annihilation-Gamma-based Diagnostic Techniques for Magnetically Confined Electron-Positron Pair Plasma
针对磁约束电子-正电子对等离子体常规诊断的挑战，提出基于湮灭$γ$辐射的诊断技术，利用空间相关性和符合计数实现体积源的层析重建及局部源的识别。
2023-06-29 physics.plasm-ph
Spatiotemporal Dynamics of Hydrogen Plasma Smelting Reduction of iron ore: A Multi-Species Diagnostic Approach
Arizona State University（亚利桑那州立大学）；University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；National Laboratory of the Rockies（落基山国家实验室）；Missouri University of Science and Technology（密苏里科技大学）
研究铁矿石氢等离子体熔融还原的时空动力学，采用多物种光发射光谱结合红外热成像等方法，解析反应器电弧，揭示非等温放电分层结构，重新定义动力学建模边界条件，建立可转移的多物种诊断框架。
2026-07-09 physics.plasm-ph
Application of the Portable Diagnostic Package to the Wisconsin High-temperature-superconducting Axisymmetric Mirror (WHAM)
Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；Realta Fusion Inc.（Realta Fusion公司）；University of Wisconsin Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Princeton University（普林斯顿大学）
便携诊断包在WHAM上实现了光学发射光谱和主动托卡马克散射系统的应用，成功获取等离子体旋转剖面和电子温度测量数据，推动实验等离子体研究。
2025-11-24 physics.plasm-ph
Plasma-MDS, a metadata schema for plasma science with examples from plasma technology
介绍了一种支持等离子体科学研究数据管理的元数据模式Plasma-MDS。Plasma-MDS适用于促进在特定领域的知识库中遵循FAIR原则的研究数据的发布，并由此将研究数据重新用于数据驱动的等离子体科学。根据等离子体科学和技术中的共同特征，元数据模式基于这样的概念，即分别描述产生等离子体的源、等离子体在其中操作的介质、等离子体作用的目标以及用于研究所考虑的过程的诊断。这四个基本模式元素由具有用于描述资源的各种属性的模式元素补充，所述资源即通过所应用的诊断过程获得的数字数据。该元数据模式首先应用于等离子体技术跨学科数据平台INPTDAT中发布的数据集的注释。
2020-12-18 physics.plasm-ph
Local Diagnostics of the Density of Neutral Atoms in Plasma by Stimulated Rotation of Polarization Plane
计算了等离子体中强激光场中探测信号的偏振面受激旋转角。根据Faraday效应、Cotton-Mouton效应和探测信号在强激光场中的受激旋转效应，得到了铯等离子体中残余气体局域密度的估计，并提出了探测信号在强脉冲作用下偏振面共振变化的简要理论。结果表明，介质中的转动具有复杂的结构。
2022-08-04 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Single Langmuir Probe Diagnostics Device
该研究设计并构建了一种基于树莓派4的便携式单朗缪尔探针诊断装置，用于生成电压扫描并计算等离子体参数，实现了连续测量。
2024-09-18 physics.plasm-ph
Quantum-optical spectroscopy for plasma electric field measurements and diagnostics
等离子体电场的测量对于等离子体科学和应用的发展至关重要。等离子体场的非侵入性原位测量方法在亚毫米长度尺度上具有高灵敏度，在一个大的字段范围仍然是一个突出的挑战。在这里，我们介绍和演示了一种新的方法，用于等离子体电场测量，采用电磁感应透明作为高分辨率的量子光学探针的斯塔克能级移动的等离子体嵌入的里德伯原子，作为高灵敏度的场传感器具有大的动态范围。该方法被应用于诊断的等离子体光激发出的铯蒸气。等离子体电场是从空间分辨的测量场诱导的形状变化和里德堡共振在铷示踪原子的位移提取。在等离子体密度和温度范围内的测量能力被用来表征施加磁场中的等离子体和回旋加速器加热的等离子体中的电场分布的图像。
2017-12-23 physics.atom-ph physics.optics physics.plasm-ph
Non-invasive monitoring of process-relevant plasma parameters by Fiber PROES in capacitively coupled Ar/CF$_4$ plasmas
Ruhr University Bochum（鲁尔大学波鸿分校）
研究以CF₄和Ar混合气体的低压电容射频放电为例，通过光纤相分辨光发射光谱Fiber PROES非侵入式监测等离子体参数变化，发现其与电子功率吸收模式转变相关，可用于等离子体工艺监测和开发。
2026-07-20 physics.plasm-ph
Beam Diagnostics in the Advanced Plasma Wakefield Experiment AWAKE
在AWAKE中，自调制质子束团驱动等离子体中的尾流场。最近的实验成功地证明了驱动聚束的自调制以及测试电子的加速的许多方面。接下来的实验将集中在产生一个多GeV的加速电子束，具有低发射度和低能量扩散。该实验需要各种先进的束流诊断来表征皮秒时间尺度上的自调制质子聚束。这些包括光学跃迁辐射和一个条纹相机，用于短时间和长时间尺度的详细成像的自调制和软管，相干跃迁辐射的调制频率测量在100-300 GHz的频率范围和多个荧光屏的核心和晕测量。将给出这些诊断的概述。
2020-12-18 physics.acc-ph physics.plasm-ph
