文档介绍：4,电磁波散射
电子温度测量
电磁波散射理论
非相干散射和相干散射
具体实验设备
LIDAR
电子温度测量
方法
优点
缺点
激光Thomson散射
绝对测量
空间分辨
时空不连续
电子回旋辐射(ECE)
时间连续
需定标
轫致辐射
设备简单
需选适当波段
电磁波的散射理论
激光Thomson散射测电子温度Te
平面电磁波在单个电子上的散射
入射电磁波
推迟解
在远处
散射波振幅:
频率和波矢
若
微分散射截面
(电子经典半径)
对非偏振波
总截面
三种成份的散射:电子:
离子:σT ∝ r02 ∝1/mi
中性粒子:
电子均匀分布:总散射幅度为0
电子密度涨落∝,总散射功率∝
频谱:电子速度分布信息
散射光强:单位体积等离子体向空间某一方向的单位立体角内、单位频率间隔的散射功率
单电子微分散射截面形状因子
形状因子从动力学方程和Poisson方程得到
非相干散射和相干散射
非相干散射: Debye球内粒子上的散射可能有充分大的相差,可以探测到单粒子的行为
相干散射:Debye球内粒子的散射位相趋同,振幅迭加,“衣着粒子”作为整体被散射,
另一判断参数
非相干散射
相干散射
Gauss轮廓
电子成分贡献
离子成分贡献:Te<<Ti Gauss轮廓
Te〜Ti
探测一般的集体振荡模式
Thomson散射和Rayleigh散射
在高温等离子体中,中性粒子的Rayleigh散射很弱,可以充进高气压测量,以作Thomson散射强度的定标。
在低温等离子体中,两种散射谱可同时测量。
实验装置的具体考虑
非相干散射:短波长激光器如可见区的红宝石,或YAG激光,90度散射角。
相干散射:远红外激光器,小角度散射。
α=1在温度密度平面上的位置