據(jù)悉，在國家重大科研裝備研制項目“高功率納秒激光器及精密探測儀器研制”支持下，中科院空天院和中國科學技術(shù)大學等單位聯(lián)合研制出高速、高精度激光湯姆遜散射儀，所獲得的預警時間是國際同類系統(tǒng)的一半，指標提高一倍。這標志著我國在該領(lǐng)域進入國際領(lǐng)先水平行列，為我國未來磁約束聚變能裝置的高精度測量奠定了堅實基礎(chǔ)。

今年5月，科研人員在“科大一環(huán)”磁約束聚變等離子體裝置開展的實驗中，基于重復頻率200赫茲、單脈沖能量5焦耳的激光脈沖，實現(xiàn)了小于5電子伏特的電子溫度測量精度，電子溫度安全預警時間間隔達5毫秒。

研究團隊還研發(fā)出基本完善的工藝流程，核心器件/部件實現(xiàn)國產(chǎn)化，形成整機工程化制造能力。以200赫茲/5焦耳激光器為光源，中國科學技術(shù)大學攻克了大功率激光傳輸系統(tǒng)綜合降噪、收集光學精準對焦、弱光信號探測提取等難題，成功地研制我國迄今精度最高的激光湯姆遜散射檢測系統(tǒng)。

研究人員介紹，他們后續(xù)將開展更高功率、更高頻率激光器研發(fā)和更高精度的診斷實驗,計劃將激光器的工作頻率提高至500赫茲，檢測系統(tǒng)提供2毫秒的安全預警時間間隔和1電子伏特的電子溫度測量精度，為下一代磁約束聚變裝置安全運行提供高速預警手段。

據(jù)了解，在磁約束聚變反應裝置工作過程中，需要對等離子體電子溫度進行提前預警和實時反饋控制，避免等離子體損傷器壁導致災難性后果。基于高頻高能激光的湯姆遜散射測量是精確測量等離子體電子溫度的唯一可靠測量手段。