ビームプローブ・レーザー分光法によるプラズマ中の磁場分布計測法の開発

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04452314
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: 藤田 順治 核融合科学研究所, 教授 (50023700)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 本田 親久 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (20037881) ; 藤沢 彰英 核融合科学研究所, 助手 (60222262) ; 笹尾 真実子 核融合科学研究所, 助教授 (00144171) ; 東井 和夫 核融合科学研究所, 教授 (20093057) ; 藤原 正巳 核融合科学研究所, 教授 (10023722)
• Keywords: ビームプローブ / レーザー誘起蛍光法 / 磁場分布計測 / ゼーマン偏光

Research Abstract

高速度変調を用いたレーザー周波数帯域の実効的な拡幅によるレーザー誘起効率を向上させるための予備実験及び詳細な検討の結果、この方法よりもレーザー共振器のQ値を下げることによる周波数の広がりを利用した方が有効であるとの結論に達した。九州大学大学のレーザーを用いて、レーザー誘起効率の向上のための予備実験を行い、cwリング色素レーザーで直流電源を用いたピエゾ変調による掃引であれば、波長範囲1nmにわたって直線的な波長掃引が可能であること、発振器を用いた高速周波数掃引では、400pm/ms以下の掃引速度でなければ実際に安定な計測を行うことは困難であることが分かった。また、技術的な問題点として、機械的振動による発振スペクトルのぶれ、ピエゾ変調器のヒステリシス、ピエゾ変調器の慣性等が明らかとなり、機械的振動を最小限に抑える対策を検討するとともに、KDPスキャナーなどの最適なシステムを開発する必要があることが明らかにされた。実験中途において、色素レーザー励起用のアルゴンイオンレーザーが故障を起こし、実験続行が不可能となった。さらに、レーザー分光法を組み合わせた完全な形での磁場分布計測装置の完成を待ってから実機へ適用するよりも受動的な手法によってでも、実機での磁場分布計測の経験を積み、問題点の摘出を図るべきであるとの結論に達した。JIPP T-IIU、CHS装置において、予備的実験を行うことを検討した結果、既存の加熱用ビームを利用したのでは、ビーム速度が不十分なため、π成分とσ成分を分離することが困難であり、充分な信号対雑音比をもって磁場方向計測は行えないことが明らかになった。このため、ゼーマン偏光を用いて測定する方法と、次年度からこの共同研究に参加することとなった居田氏の荷電交換分光によるイオン温度、回転速度計測法とを組み合わせて、不純炭素の発光スペクトルのゼーマン偏光測定を行うことにした。