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誘導ブリルアン散乱位相共役鏡を用いた高時間分解トムソン散乱計測法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20026011
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関独立行政法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

波多江 仰紀  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究副主幹 (10343914)

研究分担者 成原 一途  自然科研究機構, 核融合科学研究所・大型ヘリカル研究部, 教授 (90109356)
吉田 英次  大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 技術専門職員 (30397781)
研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
8,400千円 (直接経費: 8,400千円)
2009年度: 4,200千円 (直接経費: 4,200千円)
2008年度: 4,200千円 (直接経費: 4,200千円)
キーワードプラズマ計測 / トムソン散乱 / 誘導ブリルアン散乱 / 位相共役鏡 / YAGレーザー / マルチパストムソン散乱 / 焼プラズマ / パルス圧縮 / プラズマ計側 / 燃焼プラズマ / SBSパルス圧縮
研究概要

本研究では、レーザービームを一対の誘導ブリルアン散乱(SBS)位相共役鏡の間に閉じ込め、レーザー光を往復させ、プラズマを通過中に複数回トムソン散乱させること(マルチパストムソン散乱)により、バースト的な高時間分解のトムソン散乱計測を実現し、この手法を確立することを目的として研究を進めている。本年度の主な成果は次のとおり。
1、位相共役鏡は単一縦モードレーザーを用いなければ高反射率を得ることができない。そこで、既存の2台のレーザー装置を組み合わせ、単一縦モードYAGレーザーを主発振器とし、その出力ビームを別のレーザー装置の増幅器で増幅する、ジュール級単一縦モードレーザーシステムの開発を行った。本年度は、レーザー電源を増力し、50Hz動作で1.15Jの出射エネルギーを達成し、マルチパストムソン散乱のためのレーザーの準備が整った。併せて、大口径ポッケルスセルを購入し、1対の位相共役鏡間にレーザーを閉じ込めるための基礎試験に着手した。
2、先進的なマルチパストムソン散乱計測に応用可能な、SBSパルス圧縮技術の開発を行った。本年度は、100ps以下のパルス圧縮を目標として、音響緩和時間40psの液体フレオン系化合物(ガルデンHT270)を用いて試験を行った。長さ1.5m、内径40mmのセルにHT270を充填し、f1000のレンズでレーザー光を集光し、SBSパルス圧縮を行った結果、パルス幅10ns、エネルギー1J、波長1064のレーザー光は、反射率90%で200ps程度まで圧縮できた。今後、動作条件の最適化を進める。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (23件)

  • [雑誌論文] Progress in Development of the Advanced Thomson Scatetring Diagnostics2010

    • 著者名/発表者名
      T.Hatae
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series(JPCS) (印刷中)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a Prototype YAG laser amplifier for the Edge Thomson Scattering System in ITER2010

    • 著者名/発表者名
      T.Hatae
    • 雑誌名

      J.Plasma Fusion Res.SERIES (印刷中)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conceptual design of polychromator for Thomason scattering system in JT-60SA2010

    • 著者名/発表者名
      H.Tojo
    • 雑誌名

      J.Plasma Fusion Res.SERIES (印刷中)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Self-calibration Method for the Edge Thomson Scattering Diagnostic in ITER2010

    • 著者名/発表者名
      E.Yatsuka
    • 雑誌名

      J.Plasma Fusion Res.SERIES (印刷中)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design study of the divertor Thomson scattering system in JT-60SA2010

    • 著者名/発表者名
      S.Kajita
    • 雑誌名

      J.Plasma Fusion Res.SERIES (印刷中)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Polarization Interferometer for Thomson Scattering Diagnostics in JT-60U2009

    • 著者名/発表者名
      T.Hatae
    • 雑誌名

      J.Plasma Fusion Res.SERIES 8

      ページ: 680-684

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A high-energy 160-ps pulse generation by stimulated Brillouin scattering from heavy fluorocarbon liquid at 1064nm wavelength2009

    • 著者名/発表者名
      H.Yoshida
    • 雑誌名

      Optics Express 17

      ページ: 13654-13662

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimization of optical filters for ITER edge Thomson scattering diagnostics2009

    • 著者名/発表者名
      S.Kajita
    • 雑誌名

      Fusion Eng.Design 84

      ページ: 2214-2220

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recent progress in development of Nd:YAG laser for ITER edge Thomson scattering diagnostics2009

    • 著者名/発表者名
      T.Hatae
    • 雑誌名

      Proc.of 18th International Toki Conference, NIFS-PROC-78(ISSN 1882-8159) 78

      ページ: 454-457

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] Assessment of Laser Transmission Mirror Materials for ITER Edge Thomson Scattering Diagnostics2008

    • 著者名/発表者名
      S. Kajita
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research 3

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Imaging interferometers for analysis of Thomson scattered spectra2008

    • 著者名/発表者名
      J. Howard
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments 79

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design study of polychromator for ITER edge Thomson scattering diagnostics2008

    • 著者名/発表者名
      S. Kajita
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments 70

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Polarization Interferometer for Thomson Scattering Diagnostics in JT-60U

    • 著者名/発表者名
      T. Hatae
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research (印刷中)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Application of the phase conjugate mirror to Thomson scattering diagnostics2010

    • 著者名/発表者名
      波多江仰紀
    • 学会等名
      Japan-Korea Workshop on Advanced Technology of Laser for Understanding of Plasma Physics
    • 発表場所
      大阪大学レーザーエネルギー学研究センター(大阪府)
    • 年月日
      2010-01-28
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] LIDARトムソン散乱計測用短パルスレーザーの開発 -YAGレーザーによるSBSパルス圧縮特性-2010

    • 著者名/発表者名
      吉田英次
    • 学会等名
      Japan-Korea Workshop on Advanced Technology of Laser for Understanding of Plasma Physics
    • 発表場所
      大阪大学レーザーエネルギー学研究センター(大阪府)
    • 年月日
      2010-01-28
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 誘導ブリルアン散乱位相共役鏡のトムソン散乱計測への応用2009

    • 著者名/発表者名
      波多江仰紀
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第26回年会
    • 発表場所
      京都市国際交流会館(京都府)
    • 年月日
      2009-12-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] LIDARトムソン散乱計測用短パルスレーザーの開発 -YAGレーザーによるSBSパルス圧縮特性-2009

    • 著者名/発表者名
      吉田英次
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第26回年会
    • 発表場所
      京都市国際交流会館(京都府)
    • 年月日
      2009-12-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Development of a Prototype YAG Laser Amplifier for the Edge Thomson Scattering System in ITER2009

    • 著者名/発表者名
      波多江仰紀
    • 学会等名
      7th General Scientific Assembly of the Asia Plasma and Fusion Association(APFA2009)and the Asia-Pacific Plasma Theory Conference(APPTC2009)
    • 発表場所
      フェスティバルシティ アウガ(青森県)
    • 年月日
      2009-10-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Conceptual design of polychromator for Thomason scattering system in JT-60SA2009

    • 著者名/発表者名
      H.Tojo
    • 学会等名
      7th General Scientific Assembly of the Asia Plasma and Fusion Association(APFA2009)and the Asia-Pacific Plasma Theory Conference(APPTC2009)
    • 発表場所
      フェスティバルシティ アウガ(青森県)
    • 年月日
      2009-10-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] A Self-calibration Method for the Edge Thomson Scattering Diagnostic in ITER2009

    • 著者名/発表者名
      E.Yatsuka
    • 学会等名
      7th General Scientific Assembly of the Asia Plasma and Fusion Association(APFA2009)and the Asia-Pacific Plasma Theory Conference(APPTC2009)
    • 発表場所
      フェスティバルシティ アウガ(青森県)
    • 年月日
      2009-10-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Design study of the divertor Thomson scattering system in JT-60SA2009

    • 著者名/発表者名
      S.Kajita
    • 学会等名
      7th General Scientific Assembly of the Asia Plasma and Fusion Association(APFA2009)and the Asia-Pacific Plasma Theory Conference(APPTC2009)
    • 発表場所
      フェスティバルシティ アウガ(青森県)
    • 年月日
      2009-10-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Progress in Development of the Advanced Thomson Scattering Diagnostics2009

    • 著者名/発表者名
      波多江仰紀
    • 学会等名
      14th-International Symposium on Laser-Aided Plasma Diagnostics(LAPD14)
    • 発表場所
      Castelbrando, Treviso, ITALY
    • 年月日
      2009-09-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Multipass Thomson scattering using SBS phase conjugate mirror2009

    • 著者名/発表者名
      波多江仰紀
    • 学会等名
      International Workshop on "Microwave-Laser diagnostics for burning plasma experiment(IWML-2009)
    • 発表場所
      核融合科学研究所(岐阜県)
    • 年月日
      2009-08-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 誘導ブリルアン散乱位相共役鏡を用いた高時間分解トムソン散乱計測法の開発2009

    • 著者名/発表者名
      波多江 仰紀
    • 学会等名
      科研費特定領域「プラズマ燃焼のための先進計測」平成20年度シンポジウム
    • 発表場所
      松島
    • 年月日
      2009-02-26
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Progress in Development of Polarization Interferometer for Thomson Scattering Diagnostics2009

    • 著者名/発表者名
      T. Hatae
    • 学会等名
      Workshop on Advanced Technology of Lasers for Understanding of Plasma Physics (Korea-Japan Fusion Cooperative Program)
    • 発表場所
      Daejeon, Korea
    • 年月日
      2009-02-13
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Recent Progress in Development of Diagnostic Systems in JT-60U -Research Frontier of Active Spectroscopy in JT-60U -2009

    • 著者名/発表者名
      T. Hatae
    • 学会等名
      8^<th> Japan-Australia Plasma Diagnostics Workshop
    • 発表場所
      Canberra & Murramarang resort, Australia
    • 年月日
      2009-02-02
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ITER周辺トムソン散乱計測用YAGレーザーの開発2009

    • 著者名/発表者名
      波多江 仰紀
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第29回年次大会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      2009-01-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] トムソン散乱計測用YAGレーザーを用いたSBSパルス圧縮器の開発2009

    • 著者名/発表者名
      吉田 英次
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第29回年次大会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      2009-01-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Recent progress in development of Nd:YAG laser for ITER edge Thomson scattering diagnostics2008

    • 著者名/発表者名
      T. Hatae
    • 学会等名
      18th International Toki Conference (ITC18) "Development of Physics and Technology of Stellarators/Heliotrons enroute to DEMO"
    • 発表場所
      Toki, Japan
    • 年月日
      2008-12-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 誘導ブリルアン散乱位相共役鏡を用いたマルチパストムソン散乱法の開発2008

    • 著者名/発表者名
      波多江 仰紀
    • 学会等名
      第25回プラズマ・核融合学会年会
    • 発表場所
      宇都宮
    • 年月日
      2008-12-04
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Performance Evaluation of ITER Thomson scattering system2008

    • 著者名/発表者名
      M. Walsh
    • 学会等名
      22^<nd> IAEA Fusion Energy Conference, October 13-18
    • 発表場所
      Geneva, Switzerland
    • 年月日
      2008-10-16
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Recent Progress in Development of Thomson Scattering Diagnostics in JT-60U2008

    • 著者名/発表者名
      T. Hatae
    • 学会等名
      International Workshop on "Microwave-Laser diagnostics and particle-Mirror interaction for burning plasma experiment"
    • 発表場所
      Shikanoshima, Japan
    • 年月日
      2008-09-13
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Development of Polarization Interferometer for Thomson Scattering Diagnostics in JT-60U2008

    • 著者名/発表者名
      T. Hatae
    • 学会等名
      14^<th> International Congress on Plasma Phvsics (ICPP2008)
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2008-09-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ITER周辺トムソン散乱計測装置の開発の現状2008

    • 著者名/発表者名
      波多江 仰紀
    • 学会等名
      第7回核融合エネルギー連合講演会
    • 発表場所
      青森
    • 年月日
      2008-06-19
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Imaging interferometers for analysis of Thomson scattered spectra2008

    • 著者名/発表者名
      J. Howard
    • 学会等名
      17^<th> Topical Conference on High-Temperature Plasma Diagnostics
    • 発表場所
      Albuquerque, New Mexico, USA
    • 年月日
      2008-05-13
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Design study of polychromator for ITER edge Thomson scattering diagnostics2008

    • 著者名/発表者名
      S. Kajita
    • 学会等名
      17^<th> Topical Conference on High-Temperature Plasma Diagnostics
    • 発表場所
      Albuquerque, New Mexico, USA
    • 年月日
      2008-05-13
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2018-03-28  

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