1998 Fiscal Year Annual Research Report
サブミリ波ジャイロトロン出力のプラズマ計測への応用のためのモード変換と高効率伝送
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09680458
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| Research Institution | Fukui University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
出原 敏孝 福井大学, 工学部, 教授 (80020197)
小川 勇 福井大学, 工学部, 助教授 (90214014)
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| Keywords | サブミリ波 / ジャイロトロン / プラズマ計測 / モード変換 / 高効率伝送 |
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| Research Abstract |
福井大学では,超高周波・中出力・周波数可変ジャイロトロンの開発を行っており,現在までにサイクロトロン基本波動作と二次高調波動作を併用したサブミリ波ジャイロトロン(Gyrotron FU IV)を完成し,周波数880GHzまでに周波数可変で出力100W-1kWを達成している。このジャイロトロンは,大型核融合装置内に自然励起される密度揺動の散乱計測等に格好の光源である。これを有効に活用するためには,ジャイロトロンの円形導波管モードをガウシアンモードに変換して,低損失で長距離を伝送し,高周波電場の偏波面を任意の方向に設定して,プラズマ中に入射するためのシステムの構築が必要である。
(1) 前年度に設計製作したコンポーネントを組み合わせて,伝送システム全体を構成し,サブミリ波ジャイロトロン(Gyrotron FU IV)の出力を用いて性能テストを行った。偏向器は周波数によって異なるので,これを除くシステムのテストを,ジャイロトロンの各発振モード(TE0n及びTE1nモード)について行い,プラズマ中の測定点に対応する位置でのモードパターンと伝送効率を求めた。
(2) 次に,偏向器を伝送システム中に挿入して,ジャイロトロン出力を用いたシステム全体の性能テストを行った。偏向器を構成する対向する一対の金属面上のgrooveの方向の相対角度を変化させて,偏向面の方向が任意に設定できることを確かめた。
(3) 設計値と性能テストの結果を比較検討して,システム全体の評価を行い,核融合装置に実際に設置して,サブミリ波散乱計測を行うことを計画した。このために,サブミリ波ジャイロトロン(Gyrotron FU IV),本研究で構築した高効率伝送システムにサブミリ波デテクションシステムを付加して,散乱計測システムを構成する。
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[Publications] I.Ogawa, et al.: "Production of an intense, well-collimated submillimeter wave beam and its application to plasma scattering measurements" Int.J.Infrared and Millimeter Waves. 19・5. 727-736 (1998)
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[Publications] T.Idehara, et al.: "CW operation of a submillimeter wave gyrotron(Gyrotron FUIV)for high stability of the output frequency" Int.J.Infrared and Millimeter Waves. 19・6. 793-801 (1998)
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[Publications] T.Idehara, et al.: "Higher harmonic operations of submillimeter wave gyrotrons(Gyrotron FU Series)" Int.J.Infrared and Millimeter Waves. 19・6. 803-816 (1998)
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[Publications] T.Tatsukawa, et al.: "Ruby ESR over wade frequency range in the millimeter wave region" Int.J.Infrared and Millimeter Waves. 19・6. 859-874 (1998)
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[Publications] T.Idehara, et al.: "High frequency and high mode purity operations of Gyrotron FUIVA" Int.J.Infrared and Millimeter Waves. 19・7. 919-930 (1998)
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[Publications] T.Idehara, et al.: "Frequency modulation in a submillimeter-wave gyrotron" Phys.Rev.Lett.81・9. 1973-1974 (1998)
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[Publications] T.Idehara, et al.: "Study of electron beam misalignment in a submillimeter wave gyrotron" Int.J.Infrared and Millimeter Waves. 19・10. 1303-1316 (1998)
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[Publications] T.Idehara, et al.: "High stable, cw operation of a submillimeter wave gyrotron" 1998 Asia-Pacific Microwave Conference Proceedings. 2. 765-768 (1998)
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[Publications] T.Idehara, et al.: "High power, frequency tunable, submillimeter wave source Gyrotron FUIVA" 1998 Asia-Pacific Microwave Conference Proceedings. 2. 769-772 (1998)
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[Publications] T.Idehara, et al.: "Nonlinear regime of amplitude modulation in submillimeter wave gyrotrons(Gytotron FU III and IV)" Int.J.Infrared and Millimeter Waves. 19・12. 1607-1625 (1998)
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[Publications] M.Pereyaslavets, et al.: "Theory of non-uniform waveguides" IEE,London, 249 (1998)
