| 研究課題/領域番号 |
15360494
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
核融合学
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| 研究機関 | 核融合科学研究所 |
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研究代表者 |
森下 一男 (川端 一男) 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (60109353)
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| 研究分担者 |
徳沢 季彦 (徳澤 季彦) 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (90311208)
田中 謙治 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (50260047)
岡島 茂樹 中部大学, 工学部, 教授 (90113084)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
12,100千円 (直接経費: 12,100千円)
2005年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2004年度: 5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
2003年度: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円)
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| キーワード | プラズマ計測 / レーザー / 2波長 / 遠赤外 / 干渉計 / ヘリカルプラズマ |
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| 研究概要 |
LHDプラズマの高密度領域の実験及びITERに代表される次期大型核融合実験装置の干渉・偏光計測に必要となる短波長遠赤外レーザー、及びその光学部品の開発を行ってきた。大型ヘリカル装置では、研究の進展に伴い、生成されるプラズマの電子密度は5x10^<20>m^<-3>を超え、現在使用している波長119ミクロンのレーザー干渉計は、プラズマ周辺部においての計測に困難を生じている。このために短波長のレーザー光を用いた干渉計の開発をすすめてきた。本研究により得られた主な結果を以下に記す。
1)開発したレーザーは炭酸ガスレーザー励起の遠赤外レーザー(CH_3OD)であり、発振波長は57.2ミクロン、及び47.6ミクロンである。この2本のレーザー光の同時発振を確認するとともに、2波長の総合出力として2.4Wという最も高い出力を得た。両レーザーは、フリーランニング動作時の、約25分間で約±1%以内の出力変動であり、計測用レーザーとしての有効性を確認した。
2)計測システムを組み立てる為に必要な光学部品として、結晶水晶、CVDダイヤモンド、高抵抗シリコン基板を選定し短波長領域での光学定数の計測を行った。その結果、本研究計画が目的とする波長50μm帯においては、結晶水晶は、大きな吸収特性を持ち使用不可能であること、CVDダイヤモンドは広い波長領域に渡って低損失であり、理想的な光学部品であるが、高価であり多チャンネルの光学系を構成する部品としては難点があることが分かった。シリコン基板は、その材質を選定することで低損失の光学部品として使用可能であることが分った。
3)57.2μm、及び47.6μm光の同時検出のための高速・高感度検出器の開発を進めた。SBD検出器を用いて、57.2μm及び47.6μmのビート信号の検出に成功した。ただし、同時検出は出来なかった。Ge:Ga検出器を導入することによって、2波長のビート信号の同時検出に成功した。
4)シリコン板をB.S.,B.C.等の光学部品に用いた干渉計を構築した。その結果、57-μmと48-μmレーザーのビート信号の干渉信号の同時検出に初めて成功した。電磁力加振器を用いたシミュレーション実験によって本2波長干渉計計測システムの有効性を実証する事が出来た。
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