2021 Fiscal Year Research-status Report
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19K14694
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| Research Institution | National Institutes for Quantum 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, 那珂研究所 先進プラズマ研究部, 研究員 (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 |
プラズマの電子密度時間発展計測を高精度で行うことを目指し、3波長干渉計の開発を進めた。令和３年度は令和２年度に構築した3波長干渉計システムを用いて、ノイズの低減特性に関するいくつかの実験を行い、論文執筆のための準備を進めた。また、提案手法を更に進め、ノイズを差し引く際の最適化法を考案し、当初予定していたものよりもノイズが低減できることを明らかにした。
実験としては、位相変化を起こす透過媒体(NaCl板)を伝送経路上に設置し、それを回転させることにより、回転した素子の厚みの変化を計測できていることを確認した。この実験はさらに、NaCl板が波長ごとに屈折率が異なっていることから、３波長干渉計により振動する透過媒体中を計測した時、どの程度ノイズに影響するかを試験するものでもある。結果としては、２波長干渉計の位相変化よりも３波長干渉計の方が増長されることが分かり、３波長干渉計では透過媒体を可能な限り挿入せずに運用することが望ましいとわかった。
また、湿度を人為的に変化させ、大気の光路長の変化を3波長干渉計により計測したところ、光路長の変化は計測した湿度変化と相関がみられず、大気の屈折率が計測に与える影響はあまりないことが分かった。この原因としては、今回プローブ光とリファレンス光を比較的近い空間で伝送したため、屈折率変化がプローブ光・リファレンス光のどちら側にも起こり、計測値には変化として現れなかったものと思われる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の予定では、昨年度中に論文を１報執筆する予定であったが、査読に時間がかかり、かつリジェクトとなったため、当初の予定よりも遅れていると考える。現在は、査読でのコメントを反映させる形で改訂し、別の雑誌への投稿準備を進めている。
また、JT-60SAの光路は金ミラーで構築されており、当初予定していたよりも金ミラーはグリーンレーザーの波長帯に対する反射率が低く、テストベンチで試験する限りではプラズマ計測は困難であるとの判断に至った。そのため、今後に備え、波長選択の最適化を行いプラズマ計測に資する知見を得ようと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
実験的には３波長干渉計によりノイズを除去できることが分かった。しかしながら、現在の波長選択が最適な選択であるか検証ができていない。実験的に種々の波長のレーザーを用いて比較することは困難であるが、ノイズ最適化で用いた手法により、どの程度までノイズを低減できるかをシミュレートすることができると考えている。そこで、どのような３波長を選択すればプラズマ計測にとって有用かという知見を得たいと考えている。
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| Causes of Carryover |
令和３年度に投稿した論文がリジェクトとなったため、投稿費用及び英文校正費用として準備していた分の予算が残った。令和４年度に再度別の論文誌へ投稿する予定をしており、その際の投稿費用、必要であれば英文校正費用に充てる予定である。また、別途成果を記録するに必要な物品等があれば購入する予定をしている。
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