[发明专利]一种测量高密度等离子体运动速度的方法

摘要

本发明提供一种测量高密度等离子体运动速度的方法，基于光在高密度梯度的等离子体边界发生折射的原理，设计光学系统产生两束呈小角度入射的光束；这两束光束方向垂直于等离子体边界的运动方向，采用4f系统成像，在第一个透镜的焦点实现两束光束即第一光束与延时光束分离；在进行速度测量时，第一光束部分光线在高速运动的等离子体边界处发生偏折，进入延时光束所在光学系统，在相机上呈现出对应时刻等离子体边界的像，延时光束经延时后将其对应时刻等离子体的形状位置呈现在相机上，在阴影图像中即可获取对应间隔时刻的等离子体边界的平均运动速度。本发明通过激光阴影系统有效获取高速运动的等离子体边界的速度，结果合理且准确。

主权项

1.一种测量高密度等离子体运动速度的方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将激光器产生的光束分成第一光束和经过延时的延时光束；所述第一光束和延时光束之间的夹角与光束穿过等离子体的偏转角度相当；当电子密度小于截止密度的三分之一时，光束穿过等离子体的偏转角度θ_z为：其中，n_r(x，z)为等离子体折射率分布，l为光在等离子体中的传播长度；2)所述第一光束垂直经过高速运动的等离子体边界A位置发生偏折形成散射光，所述散射光经过透镜聚焦、反射、扩束后成像；所述延时光束延时后经过高速运动的等离子体边界B位置，再经过步骤2)中的透镜聚焦、反射、扩束成阴影像；相机记录A位置和B位置的信息分别为A’和B’，按下式计算等离子体运动速度：式中V为等离子体运动速度，l_A→B为A位置和B位置的距离，t_延时为第一光束与延时光束的延时时间。