2012 Fiscal Year Annual Research Report
定常・高密度核融合炉のための振動自己補正型干渉計の短波長化
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24686104
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Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
秋山 毅志 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (80370138)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 干渉計測 / 振動補正 / Dispersion干渉計 / 光弾性変調器 / 2倍高調波 |
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| Research Abstract |
機械振動を自己補正するディスパーション干渉計では、プロープ光に2倍高調波と基本波の混合波を使う。2倍高調波のパワーが計測精度を決定する要因の一つであるため、レーザー光源出力と波長変換素子の仕様の決定と試験を行った。光源には1.064nmのNd:YAGレーザー、波長変換素子には疑似位相整合型のPPMgSLTを採用した。波長は、将来の高密度大型核融合炉にて位相変化が概ね1フリンジ程度となるように決定した。レーザー出力、及び波長変換素子は、1%以下まで低下してしまう核融合炉内ミラーの反射率、及び多チャンネル化を考慮し、レーザー出力は8W、変換素子に30mm長のPPMgSLTとした。この組み合わせにより、素子内でレーザー光を半径50ミクロン程度に絞ってパワー密度を高めることで、最大0-9W程度の2倍高調波を発生可能である。この場合、一つのレーザー光源で5チャンネル程度の多チャンネル計測が見込める。
上記のレーザーの伝搬特性を測定し、それに基づいて波長変換素子へ集光するための光学系の設計を行った。実際に2倍高調波の発生試験を行い、これまで0.3W程度の2倍高調波の発生パワーを確認した。計測試験を行う上では十分な発生効率を達成したが、位相整合条件を満たして2倍高調波のパワーを最大にするためには、素子温度を0.1度程度の精度で最適条件を選ぶ必要があり、その最適化を進めている。干渉計測を長時間安定に行うためには、2倍高調波の発生効率が時間的に安定していることが必要であるが、変換素子によってはレーザー光の吸収による温度変化が不安定にする場合がある。PPMgSLTでは温度制御により、懸念していた外気温変動やレーザー光吸収による素子温度変動の問題はないことが分かり、安定な2倍高調波生成が可能であることを確かめた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
振動自己補正型干渉計で根幹となる光源レーザー、及び波長変換素子の仕様を決定し、計画通りに2倍高調波の発生試験・最適化を行っている。これにより、平成25年度に計画している位相変調器を用いた干渉計システムの計測精度評価に進むことができる。
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| Strategy for Future Research Activity |
波長変換素子の性能を最大限引き出すために、素子温度や集光条件の最適化を継続する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
本年度計画していた2倍高調波発生試験に関し、集光条件最適化のための光学系設計は来年度としたため、それに必要な経費は来年度に繰り越すこととした。来年度は、当初予定の位相変調器を用いた干渉計システムの精度評価の前に、波長変換の改善に関する実験を行う。
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