可控核聚变诊断系统负责实时监测等离子体参数(温度、密度、磁场等),是聚变反应堆实现稳态运行与燃烧控制不可替代的"眼睛"。公司提供从核心器件到整机的完整诊断解决方案。
核聚变反应需达到上亿摄氏度,气体完全电离形成高温等离子体。截至 2025 年,托卡马克路线约占全球聚变装置的 50%,其核心指标为聚变三乘积——等离子体密度、温度与能量约束时间的乘积。公司的太赫兹干涉仪主要用于监测等离子体密度,从太赫兹激光器、探测器、光学线路搭建到系统集成均为自主研发生产。
| 干涉仪分类 | 主要自研核心零部件 | 代表客户及装置 |
|---|---|---|
| HCN 干涉仪 | 太赫兹电激励激光器(自研自产)、多通道探测器 | 哈工大、泰国 TT-1 等装置 |
| 固体源干涉仪 | 340G 固态倍频源、340G 1×6 线阵列探测器 | 星环聚能、新奥玄龙-50 |
| 偏振干涉仪 | 太赫兹光泵浦激光器、多通道探测器、锁相放大器 | EAST、HL 系列、BEST |
太赫兹波的产生与探测是核聚变等离子体诊断的技术基石。公司依托中科院等离子体物理研究所多年积累,并与中国工程物理研究院、中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所建立长期合作研发关系,自主研发并量产多款太赫兹激光器、探测器、固态倍频源等核心器件,既支撑整机集成,亦独立向高校与科研机构对外销售。
鉴于核聚变装置仍处于工程化试验阶段,每台装置在结构尺寸、磁场拓扑、真空环境、运行参数与诊断接口等方面均存在显著差异,公司面向客户提供的诊断系统均按装置进行定制化设计,并承接核心诊断总包,提供贯穿装置全运行周期的长期运维服务。
太赫兹偏振干涉仪利用太赫兹波在磁化等离子体中传播时偏振态发生的法拉第旋转与科顿-穆顿效应,可同步获取等离子体密度与内部电流(磁场)分布,为托卡马克电流剖面重建与磁流体稳定性研究提供关键数据。
| 参数项 | 指标 / 说明 |
|---|---|
| 工作频段 | 远红外 / 太赫兹波段,根据装置等离子体密度参数、测量位置等定制配置 |
| 测量参数 | 线积分电子密度、电子密度剖面、法拉第旋转角、电流密度剖面、安全因子 q 剖面 |
| 核心器件 | 远红外 / 太赫兹激光源、偏振干涉仪光路光学元件、偏振控制组件、波导传输系统、回返反射器、太赫兹探测器、数字相位比较系统、剖面重建算法 |
| 代表装置 | EAST 装置 11 通道 POINT 偏振干涉仪、BEST 2.5 THz 偏振干涉仪设计 |
CO₂ 色散干涉仪采用长波与其倍频短波双色激光共光路方案,通过测量两束光因等离子体色散产生的相位差反演线积分电子密度,可有效抑制机械振动与光路扰动,适用于长脉冲、高密度稳态运行装置的密度实时反馈控制。
| 参数项 | 指标 / 说明 |
|---|---|
| 工作频段 | 中红外 CO₂ 激光及其倍频光,具体波长根据装置需求、光源谱线和环境吸收条件配置 |
| 测量参数 | 线积分电子密度、线平均电子密度(可进行实时密度反馈控制) |
| 核心器件 | CO₂ 激光器、倍频晶体、红外分束 / 合束光路、红外探测器、双波长相位解调系统、抗振动数据处理算法 |
| 代表装置 | EAST CO₂ 色散干涉仪 |
α 粒子诊断面向聚变燃烧等离子体,通过探测氘氚聚变反应产生的高能 α 粒子的能谱与空间分布,评估其约束、慢化与对等离子体的自加热效应,是燃烧等离子体物理研究与聚变功率增益评估的重要手段。
| 参数项 | 指标 / 说明 |
|---|---|
| 测量参数 | α 粒子能谱、空间分布、快离子分布、α 粒子损失、慢化过程、自加热效率 |
| 诊断原理 | 可采用太赫兹 / 毫米波集体汤姆逊散射、快离子 Dα、损失 α 探测、中子 / γ 伴随诊断等路线 |
| 核心器件 | 高功率毫米波 / 太赫兹源、准光发射接收系统、高灵敏度外差接收机、频谱分析系统、辐射屏蔽与远程维护结构 |
| 代表装置 | 面向 BEST、CFETR、燃烧等离子体实验装置的预研诊断系统 |
公司诊断系统在国内外多座聚变装置上的现场实拍与系统结构图。



