2019 Fiscal Year Research-status Report
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19K14694
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
大谷 芳明 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 那珂核融合研究所 先進プラズマ研究部, 研究員(任常) (10805823)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 干渉計測 / プラズマ計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
干渉計システム構築のためのシステム（グリーンレーザー及び音響光学素子）、ノイズ生成のための振動源（スピーカー）、除加湿装置及びデータ収録用のADC等を購入し、システム構築を行った。
まず、既存の２波長CO2レーザー干渉計において、大気の圧力変動による屈折率変化に起因する位相ノイズが除去できないことを確認した。アクリルパネルで囲った領域内において折り返しビームを伝送させる光学システムを構築し、その領域内の空気をスピーカーにより振動させた。その結果、スピーカーにより与えた振動と同じ周波数成分が除去されずに残っていることを確認した。
次に、グリーンレーザー干渉計の光学システムの構築を実施した。既存２波長CO2レーザー干渉計の光路とグリーンレーザーの光路の同軸化を行い、３波長レーザー干渉計の基本的な光学系を組んだ。既存２波長CO2レーザー干渉計で使用している金コートミラーによるグリーンレーザーの損失が大きかったため、同軸化後のミラーを銀コートミラーに変更した。これにより、グリーンレーザー、CO2レーザーともに計測位置において検出可能な信号レベルとなった。当初予定していた音響光学素子では、正と負の周波数シフトが生じるためホモダイン計測しか実施できなかった。しかしながら、ホモダイン計測では微小な位相変化を捉えることができないため、令和２年度に新たな音響光学素子の購入を行い、ヘテロダイン計測を実施する。また、これらのデータを同時収録するため、ADCのプログラム開発を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初、令和元年度にテストスタンドを構築し初期データを取得する予定であったが、予定していた音響光学素子ではヘテロダイン計測ができなかったため、初期データの取得には至らなかった。集光光学系や伝送光学系、その他ノイズ生成システム開発については予定通り実施できているため、令和２年度に音響光学素子を調達することにより遅れを取り戻すことができると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
ヘテロダイン計測が可能な周波数変調ができる音響光学素子を購入し、速やかにグリーンレーザー干渉計システムに組み込む。既存２波長CO2レーザー干渉計は９月より実運用されるため、それまでに既存２波長CO2レーザー干渉計の光路中に可動式ミラーを光路に挿入することで光路を分岐できるようにし、必要な時に本研究課題の実験が実施できるような体制を整える。
令和２年度は当初の予定通り、３波長レーザー干渉計のテストスタンドにより伝送路中の温度変化及び圧力変動が与える影響を除去できることの原理実証を行う。令和元年度に構築したアクリルパネルで囲った領域内において折り返しビームを伝送させる光学システム内の温度及び圧力に変動を加えたときの影響を３波長レーザー干渉計により計測する。この計測データから２波長CO2レーザー干渉計として評価した場合と３波長レーザー干渉計として評価した場合の温度及び圧力変動の影響を比較し、大気の状態が変化した時の影響を除去できることを実証する。
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| Causes of Carryover |
当初想定していたよりも物品費を抑えられたため、令和２年度に行う音響光学素子の調達費の一部に充てる。
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