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ダイバータ域での粒子挙動の解明のためのレーザー計測法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 08458111
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 プラズマ理工学
研究機関九州大学

研究代表者

村岡 克紀  九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (80038546)

研究分担者 MARK Bowden (BOWDEN Mark)  九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 助手 (10260720)
梶原 寿了  九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (00185779)
内野 喜一郎  九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (10160285)
岡田 龍雄  九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 教授 (90127994)
研究期間 (年度) 1996 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
7,000千円 (直接経費: 7,000千円)
1997年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
1996年度: 4,200千円 (直接経費: 4,200千円)
キーワードダイバータプラズマ / レーザー計測法 / トムソン散乱 / 二光子レーザー蛍光法 / 水素原子 / レーリー散乱 / ラマン散乱 / 粒子挙動
研究概要

ダイバータ域での電離フロント位置や放射強度分布などの巨視的視的挙動と電子温度、密度、水素原子密度、不純物密度などのプラズマ量の空間分布との相関を明らかにすることが必要である。本研究では,レーザー計測法を駆使してダイバータ域のプラズマ量の挙動を明かにするための研究を遂行した。具体的には、トムソン散乱、二光子レーザー蛍光法、レーリーおよびラマン散乱法の適用領域と限界を明らかにする研究を進め、以下の成果を得た。
(1)トムソン散乱について
ダイバータ域のLIDARについて考察を進めて、パルス圧縮による1Jレーザーの作成に見通しを得た。また、JETとの共同研究による実験を行い初期的データを得るとともに、問題点を明らかにした。
他方、既存のレーザー装置およびプラズマ装置を用いての計測限界を明かにする研究を進めた結果、電子密度の検出下限を長時間データ蓄積により1×10^<16>m^<-3>という値まで下げることができるとの見通しを得た。
(2)二光子レーザー蛍光法について
ダイバータ域の水素原子を二光子励起で検出する方法について実験及び評価検討を進めた。特に、実験についてドップラープロファイルから水素原子の温度を求める方法について見通しを得た。
(3)レーリーおよびラマン散乱法について
レーリー、およびラマン散乱をプラズマ中の空間分布を求める方法として初めて適用に成功した。その結果、前者により10^<19>m^<-3>の検出に成功した。また、後者では信号検出に成功し現在解析を進めている。
これらの結果は、ダイバータ域での粒子挙動を明らかにし、ひいては電離フロントや放射強度分布などの巨視的挙動との関係を明らかにする上で有用であると思われる。

報告書

(3件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (22件)

  • [文献書誌] T.Hori, M.D.Bowden, K.Uchino, K.Muraoka and M.Maeda: "Measurements of electron temperature,electron density, and neutral density in a radio-frequency imductively coupled plasma" Journal of Vacuum Science & Technology A. Vol.14 No.1. 144-151 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Miyazaki, T.Kajiwara.K.Uchino, K.Muraoka, T.Okada and M.Maeda: "Laser-induced dissociation of molecules during measurements of hydrogen atoms in processing plasmas using two-photon laser-induced fluorescence" Journal of Vacuum Science & Technology A. Vol.14 No.1. 125-131 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Sakoda, H.Iwamiya, K.Uchino, K.Muraoka, M.Itoh and T.Uchida: "Electron Temperature and Density Profiles in a Neutral Loop Discharge Plasma" Japanese Journal of Applied physics. Vol.36 No.1A/B. 67-69 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Miyazaki, T.Kajiwara, K.Uchino, K.Muraoka, T.Okada and M.Maeda: "Detection of hydrogen atoms in silane plasmas using laser-induced fluorescence by Lyman-alpha two-photon and simultaneous Balmer -alpha excitations" Journal of Vacuum Science & Technology A. Vol.15 No.1. 149-153 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.Cronrath, M.D.Bowden, K.Uchino, K.Muraoka, H.Muta and M.yoshida: "Spatial distributions of electron temperature and density in electron cyclotron resonance discharges" Journal of Applied Physics. Vol.81 No.5. 2105-2113 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Hirakawa, T.Okada, M.Maeda and K.Muraoka: "Coherent extreme -ultraviolet generation at 64 nm by efficient frequency tripling an ArF laser" Journal of Optical Society of America. Vol.14 No.5. 1029-1034 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Sakoda, T.Miyao, K.Uchino and K.Muraoka: "Studies of a Magnetic Neutral Loop Discharge Based on Laser Diagnostics of Electron Behavior and Atomic Processes" Japanese Journal of Applied Physics. Vol.36 No.11. 6981-6985 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Hori, M.D.Bowden, K.Uchino, K.Muraoka and M.Maeda: ""Measurements od electron temperature, electron density, and neutral density in a radio-frequency inductively coupled plasma"" Journal of vacuum Science & Technology A. Vol.14, No.1. 144-151 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Miyazaki, T.Kajiwara, K.Uchino, K.Muraoka, T.Okada and M.Maeda: ""Laser-Induced dissociation of molecules during measurements of hydrogen atoms in processing plasma using two-photon laser-induced fluorescence"" Jounal of Vacuum Science & Technolegy A. Vol.14, No.1. 125-131 (1996)

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  • [文献書誌] T.Sakoda, H.Iwamiya, K.Uchino, K.Muraoka, M.Itoh and T.Uchida: ""Electron Temperature and Density profile in a Neutral Loop Discharge Plasma"" Japanse Jounal of Applied Physics. Vol.36, No.1A/B. 67-69 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Miyazaki, T.Kajiwara, K.Uchino, K.Muraoka, T.Okada and M.Maeda: ""Detection of hydrogen atoms in silane plasmas using laser-induced fluorescence by lyman-alpha two-photon and simultaneous Balmer-aipha excitations"" Jounal of Vacuum Science & Technology A. Vol.15, No.1. 149-153 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.Cronrath, M.D.Bowden, K.Uchino, K.Muraoka, H.Muta and M.Yoshida: ""Spatial distributions of electron temperature and density in electron cyclotron resonance discarges"" Jounal of Applied Physics. Vol.81, No.5. 2105-2113 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Hirakawa, T.Okada, M.Maeda and K.Muraoka: ""Coherent extreme-ultraviolet generation at 64 nm by efficient frequency tripling an ArF laser"" Jounal of Optical Society of America. Vol.14, No.5. 1029-1034 (1997)

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    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Sakoda, T.Miyao, K.Uchino and K.Muraoka: ""Studies of a Magnetic Neutral Loop Discharge Based on Laser Diagnostics of Electron Behavior and Atomic Processes"" Japanese Journal of Applied Physics. Vol.36, No.11. 6981-6985 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Miyazaki,T.Kajiwara,K.Uchino,K.Muraoka,T.Okada and M.Maeda: "Detection of hydrogen atoms in silane plasmas using laser-induced fluorescence by Lyman-alpha two-photon and simultaneous Balmer-alpha excitations" Journal of Vacuum Science & Technlogy A. Vol.15 No.1. 149-153 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] W.Cronrath,M.D.Bowden,K.Uchino,K.Muraoka,H.Muta and M.Yoshida: "Spatial distributions of electrontemperature and density in electron cyclotron resonance discharges" Journal of Applied Physics. Vol.81 No.5. 2105-2113 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Hirakawa,T.Okada,M.Maeda and K.Muraoka: "Coherent extreme-ultraviolet generation at 64 nm by efficient frequency tripling an ArF laser" Journal of Optical Society of America. Vol.14 No.5. 1029-1034 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Sakada,T.Miyao,K.Uchino and K.Muraoka: "Studies of a Magnetic Neutral Loop Discharge Based on Laser Diagnostics of Electron Behavior and Atomic Processes" Japanese Journal of Applied Physics. Vol.36 No.11. 6981-6985 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Hori,M.D.Bowden.K.Uchino,K.Muraoka and M.Maeda: "Measurements of electron temperature,electron density,and neutral density in a radio-frequency inductively coupled plasma" Journal of Vacuum Science & Technology A. Vol.14 No.1. 144-151 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] K.Miyazaki,T.Kajiwara,K.Uchino,K.Muraoka,T.Okada and M.Maeda: "Laser-induced dissociation of molecules during measurements of hydrogen atoms in processing plasmas using two-photon laser-induced fluorescence" Journal of Vacuum Science & Technology A. Vol.14 No.1. 125-131 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] T.Sakoda,H.Iwamiya,K.Uchino,K.Muraoka,M.Itoh and T.Uchida: "Electron Temperature and Density Profiles in a Neutral Loop Discharge Plasma" Japanese Journal of Applied Physics. Vol.36 No.1A/B. 67-69 (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] P.E.Stott(ed): "Diagnostics for Experimental Thermonuclear Fusion Reactors" Plenum Press, 331-340 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2021-04-07  

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