2007 Fiscal Year Annual Research Report
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16082208
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
森下 一男 (川端 一男) National Institute for Fusion Science, 大型ヘリカル研究部, 教授 (60109353)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 謙治 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 准教授 (50260047)
秋山 毅志 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教 (80370138)
岡島 茂樹 中部大学, 工学部, 教授 (90113084)
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| Keywords | 核燃焼プラズマ / レーザー計測 / 干渉計測 / 偏光計測 / 電流分布 / 電子密度分布 |
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| Research Abstract |
核燃焼プラズマの電子密度及びプラズマ内部磁場分布計測のために、遠赤外レーザーによる干渉・偏光計測法の開発を進めている。今年度の主要研究成果を以下に記載する。
1)ITER等の大型核融合実験装置プラズマ計測用に開発している波長57.2μmと47.6μmの2波長同時発振レーザーを用いた計測システムの開発を進めた。計測システムの構築においてレーザー光の長距離伝送は欠かせない技術である。今年度、内径24φの誘電体導波路(長さ約9m、マイターベンド2個)を用いた伝送システムを構築した。レーザーの導波管への入射条件等を最適化した結果、90%以上の伝送効率を得ると共に、伝送後のビームプロファイルもほぼガウシアンビームであることを確認し、誘電体導波管伝送の適用への目途をつけることが出来た。
2)光弾性素子(PEM)を用いた偏光計測手法の最適化を進めた。PEM内でレーザー光の多重反射成分が生じると、測定値が真の偏光角から誤差が生じ、高精度計測では問題となることを明らかにした。誤差を抑えるには素子表面に反射防止膜を施すことが有効であるが、遠赤外領域での反射防止膜はこれまでほとんど前例がなく、適切な屈折率と高い接着性を持つパリレン樹脂を新たに反射防止膜材料として選定した。これにより、多重反射による偏光角誤差を現在の角度分解能以下にすることができた。また、時間分解能を向上させるため、既存のPEMと駆動周波数の異なるPEMをもう1台製作し、2台を組み合わせたシステムを構築し、その性能を評価した。
3)偏光干渉計においてリトロ反射鏡は不可欠な光学素子であるが、真空容器内の設置ではプラズマによる光学特性の劣化が問題となっている。そこで大型ヘリカル装置に設置していたリトロ反射鏡の表面分析及び光学特性変化の測定を行い、リトロ反射鏡の形状に起因するミラー中心部への不純物集約機構を明らかにした。不純物低減構造を持つリトロ反射鏡をLHDに設置し、構造パラメータの最適化を図った。
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