2010 Fiscal Year Annual Research Report
テラヘルツ時間領域分光の高速応答化による高温高密度プラズマ計測法の開発
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22360394
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
徳沢 季彦 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (90311208)
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| Keywords | テラヘルツ / プラズマ・核融合 / プラズマ計測 / 光伝導アンテナ / フェムト秒レーザー |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、将来の超高密度高温核融合プラズマにおいて、その密度情報を得る計測手法を確立することである。単位体積辺り10^<21>個を超える電子密度を持つプラズマを、限られた視野から高い空間精度で計測するためには、マイクロ波からテラヘルツ領域までの周波数成分をもつ広帯域な電磁波成分を満たす光源として期待できるレーザー光励起テラヘルツ波パルスによる時間領域分光法を高温プラズマ計測に適用することを目指している。本年度は、高温プラズマ計測への適用開発に十分な出力およびパルス幅を持つフェムト秒ファイバーレーザーを選定し購入した。この励起レーザーには、テラヘルツ周波数の逆数であるピコ秒以下の時定数をもつすなわち短パルス性が求められる。そして、その発振波長およびパルス幅などのレーザー特性に最適となるように、光伝導アンテナを用いたテラヘルツ波を発生・検出できるシステムの構築を行う必要があり、このための光学素子のシステムデザインおよび必要機能確定を行った。そしてこれらを入手し光学定番上にテストベンチを組み、システムを構成した。励起レーザーはキャビティ調整制御によって、波長780nmで最大82mWの出力性能を確認した。また同時に基本波以外の2次、3次高調波の発振とその光軸分離も達成している。高時間分解達成のための、高速スキャニングシステムの構築も進め、単体試験は終了し、今後レーザー光と合わせた光学機器としての安定試験を行える状況にある。この世界に類のない新しい計測手法を早期に実証することを目指し、今後システムとしての統合試験を行い解決すべき開発課題点を明らかにしていくための方向性が得られた。
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