2007 Fiscal Year Annual Research Report
超短インパルスを用いた多帯域マイクロ波反射計測法の開発
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18686075
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
徳沢 季彦 National Institute for Fusion Science, 大型ヘリカル研究部, 助教 (90311208)
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| Keywords | 超短パルス / マイクロ波 / 反射法 / プラズマ計測 / 電子密度 / 粒子閉じ込め / ELM / 密度揺動 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、新しいマイクロ波反射計のシステムを開発し、これを用いてプラズマ電子密度および揺動の空間構造を計測しプラズマ閉じ込めの研究を行うことである。本研究で開発を行っているマイクロ波反射計はプラズマによる電磁波のカットオフ現象を利用した計測法であり、プラズマ内部の局所的な位置での計測ができるという特長をもっている。周波数の異なる電磁波をプラズマ中に入射し、それぞれの波がプラズマ中から戻ってくるまでの飛行時間をレーダ計測することによりその対応するカットオフ層の位置を知ることができ、この情報より電子密度の空間分布を再構成することができる。また密度揺動はカットオフ層の変動を引き起こすためマイクロ波の飛行時間の変化量を計測することにより、密度揺動を計測することも可能である。プラズマ中の広い空間を高分解能で計測するためには、周波数の広帯域化と多チャンネル化を達成することが不可欠である。そこで本研究では特に、広周波数帯域成分を持つ超短インパルスを信号源とし、多帯域マイクロ波反射計システムを構築することを目指している。平成19年度は、前年度開発を行った新しい周波数フィルタ付きマイクロ波結合器を活用する、多帯域マイクロ波成分を用いた大型ヘリカルプラズマへの適用を行った。発振超短パルスからマイクロ波成分を抽出した後、パワー増幅器で信号増幅し、新しくUバンド帯周波数成分のプラズマからの反射信号を得ることができ、計測可能な密度領域を拡大することができた。また局所的な密度勾配の平坦化現象を発見し、これに対応するTOF計測手法の開発を行った。強ノイズ環境下における信号処理手法を改良し、より安定な信号解析が可能となった。
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