ミリ波・サブミリ波帯二次元イメージングアレイによるプラズマ診断

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05558056
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 間瀬 淳 筑波大学, 物理工学系, 助教授 (00023325)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 原田 八十雄 三洋電機(株), 半導体研究所・超高速エレクトロニクス研究部, 部長 ; 水野 皓司 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (30005326) ; 板倉 昭慶 筑波大学, 物理学系, 講師 (80015544)
• Keywords: ミリ波 / サブミリ波 / 二次元検出器 / イメージ測定 / プラズマ診断

Research Abstract

1.ビームリード形ショットキーバリアダイオードとボウタイアンテナを組み合わせた、4×4素子二次元検出器の設計製作を行った。SN比の改善のため二次元アンテナアレイを検出器前面に取り付け、光学スリットとして動作させた。同検出器の40-70GHz帯における電圧感度特性等を調べ、広帯域特性を有することを確認した。
2.位相イメージ法二次元化の第一段階として、参照波発振器を別に持つヘテロダイン受信方式の確立を図った。
i)入射波と参照波の二つの発振器の差周波数安定化のため、PLL回路を利用した帰還制御方式を設計製作した。本方式はFVコンバーターを用いたアナログ方式に比べ高周波領域に適用可能で、差周波数2-10MHzの任意の値に対し差周波数のスペクトル幅〜1kHzで安定化が実現している。
ii)ヘテロダイン型干渉計を構成、既設位相イメージ法光学系のr=0cm相当位置でプラズマ測定を行った結果1/130フリンジの密度分解を達成した。〓iii)同上干渉計に既存の一次元検出器アレイを組み合わせ、プラズマに投影した位置でr=±10cm、z=±5cmにわたって測定可能であることを確認した。
3.70GHz帯二次元イメージング装置光学系のビーム伝搬および光線追跡計算を進め、既設の一次元位相イメージ法光学系の修正を行った。さらに、新光学系と二次元検出器を組み合わせたシステムのシミュレーション実験を開始した。
4.本研究課題と関連し研究代表者が中心となり、平成6年3月10日-12日、筑波大学で「大型装置計測のためのミリ波・サブミリ波技術の開発」に関する日米ワークショップを開催し、情報交換および討論を行った。

Research Products

• [Publications] A.Mase: "Measurement of Alfven Ion-Cyclotron Wave using Both X-and O-mode Reflectometers" Physics of Fluids B. 5. 1677-1680 (1993)
• [Publications] H.Hojo: "Density Fluctuation Associated with Electromagnetic Waves in Ion Cyclotron Range of Frequencies" Japanese Journal of Applied Physics. 32. 3287-3288 (1993)
• [Publications] N.Yamaguchi: "Space-Resolving Flat Field Spectrograph for Large Sized Plasma Diagnostics" Proc.20th EPS Conf.on Controlled Fusion and Plasma Physics. 17C. 1219-1222 (1993)
• [Publications] H.Hojo: "Density Fluctuations of Electromagnetic Plasma Waves io Ion Cyclotron Range of FrequenciesS" Journal of Plasma and Fusion Research. 69. 1043-1049 (1993)
• [Publications] A.Mase: "Microinstabilities in the Central Cell Plasma of GAMMA 10" Open Systems '93(World Scientific). (印刷中). (1994)
• [Publications] L.G.Bruskin: "Microwave Scattering near the Cut-off Layer by Density and Magnetic Field Fluctuations" Plasma Physics and Controlled Fusion. 36(印刷中). (1994)