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半導体レーザー飽和吸収分光法によるプラズマ中の高感度電界計測技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 24540529
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 プラズマ科学
研究機関北海道大学

研究代表者

西山 修輔  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30333628)

研究分担者 佐々木 浩一  北海道大学, 大学院工学研究院, 教授 (50235248)
後藤 基志  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (00290916)
研究協力者 滝澤 一樹  
中野 治久  
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2013年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2012年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワードプラズマ計測 / シュタルク分光 / 飽和吸収分光 / シース電界 / 電界計測
研究成果の概要

プラズマ中の電界を高感度に測定する方法として、シュタルク効果による励起スペクトルの変化を検出する方法があるが、高出力の波長可変レーザーを必要とする。本研究では、取扱いが容易な波長可変半導体レーザーを用いて高分解能のドップラーフリー分光法である飽和吸収分光法によるシュタルク分光計測を行った。水素原子のバルマーα線に対して吸収スペクトルの測定感度を上げることでシースにおける電界によるシュタルク効果を直接的に確認することができた。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (20件) (うち招待講演 4件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Hydrogen Atom Temperature Measured with Wavelength-Modulated Laser Absorption Spectroscopy in Large Scale Filament Arc negative Hydrogen Ion Source2015

    • 著者名/発表者名
      H. Nakano, S. Nishiyama, M. Goto, K. Tsumori, M. Kisaki, K. Ikeda, K. Nag aoka, M. Osakabe, Y. Takeiri, O. Kaneko, K. Sasaki
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 1655 ページ: 020018-020018

    • DOI

      10.1063/1.4916427

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Application of Saturated Absorption Spectroscopy to Plasma Diagnostics2014

    • 著者名/発表者名
      S. Nisniyama, M. Goto, H. Wang, K. Sasaki
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 548 ページ: 012035-012035

    • DOI

      10.1088/1742-6596/548/1/012035

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 分子性ガスを含むアルゴンプラズマにおける電子密度計測への飽和吸収分光法の応用2015

    • 著者名/発表者名
      西山 修輔, 王 恵民, 佐々木 浩一
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学(平塚市)
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 水素原子バルマーα線のシュタルク分光によるプラズマ中の電界計測2015

    • 著者名/発表者名
      西山 修輔, 後藤 基志, 佐々木 浩一
    • 学会等名
      「プラズマ分光と素過程研究の深化と展開」研究会
    • 発表場所
      核融合科学研究所(土岐市)
    • 年月日
      2015-01-29 – 2015-01-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Application of Saturation Spectroscopy to the Measurement of Electron Density in Argon Containing Plasma2015

    • 著者名/発表者名
      Shusuke Nishiyama
    • 学会等名
      The 20th Workshop pn Advanced Plasma Processes and Diagnostics & The 7th Workshop for NU-SKKU Joint Institute for Plasma-Nano Materials
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2015-01-27 – 2015-01-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 波長変調レーザー吸収分光法を用いた水素原子バルマーα線におけるシュタ ルク効果の観測2014

    • 著者名/発表者名
      西山 修輔, 中野 治久, 後藤 基志, 滝澤 一樹, 佐々木 浩一
    • 学会等名
      Plasma Conference 2014
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟市)
    • 年月日
      2014-11-18 – 2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of Gas Temperature in Negative Hydrogen Ion Source by Wavelength-Modulated Laser Absorption Spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      S. Nishiyama, K. Sasaki, H. Nakano, M. Goto, M. Kisaki, K. Tsumori
    • 学会等名
      67th Annual Gaseous Electronics Conference
    • 発表場所
      Raleigh, North Carolina, USA
    • 年月日
      2014-11-03 – 2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Electron Density Measurement of Argon Containing Plasmas by Saturation Spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      S. Nishiyama, H. Wang, S. Tomioka, K. Sasaki
    • 学会等名
      67th Annual Gaseous Electronics Conference
    • 発表場所
      Raleigh, North Carolina, USA
    • 年月日
      2014-11-03 – 2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Hydrogen Atom Temperature Measured with Wavelength-Modulated Laser Absorption Spectroscopy in Large Scale Filament Arc negative Hydrogen Ion Source2014

    • 著者名/発表者名
      H. Nakano, S. Nishiyama, M. Goto, K. Tsumori, M. Kisaki, K. Ikeda, K. Nag aoka, M. Osakabe, Y. Takeiri, O. Kaneko, K. Sasaki
    • 学会等名
      4th International Symposium on Negative Ions, Beams and Sources
    • 発表場所
      Garching, Germany
    • 年月日
      2014-10-06 – 2014-10-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Saturation Spectroscopy for Measuring Electron Density in Argon-Containing Plasma2014

    • 著者名/発表者名
      H. Wang, S. Nishiyama, S. Tomioka, K. Sasaki
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋期学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Application of Saturated Absorption Spectroscopy to Plasma Diagnostics2014

    • 著者名/発表者名
      S. Nishiyama, H. Wang, M. Goto, K. Sasaki
    • 学会等名
      22nd International Conference on Spectral Line Shapes
    • 発表場所
      Tullahoma, Tennessee, USA
    • 年月日
      2014-06-01 – 2014-06-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Application of saturation spectroscopy to the measurement of electron density in an argon-containing plasma2014

    • 著者名/発表者名
      H. Wang, S. Nishiyama, and K. Sasaki
    • 学会等名
      8th International Conference on Reactive Plasmas
    • 発表場所
      Fukuoka Convention Center, Fukuoka, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 波長変長レーザー吸収分光法による水素原子バルマーα線の吸収計測と飽和吸収分光法の適用2014

    • 著者名/発表者名
      西山 修輔, 後藤 基志, 佐々木 浩一, 中野 治久, 津守 克嘉, 木崎 雅志
    • 学会等名
      「プラズマ分光と素過程研究の深化と展開」研究会
    • 発表場所
      核融合科学研究所(土岐市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 飽和吸収分光法によるアルゴン含有プラズマの電子密度測定の可能性2014

    • 著者名/発表者名
      王 恵民,西山 修輔,佐々木 浩一
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学(相模原市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 電界印加時におけるアルゴン4s[3/2]o2-5p[3/2]2遷移 の飽和吸収分光計測2014

    • 著者名/発表者名
      西山 修輔,後藤 基志,佐々木 浩一
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学(相模原市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of saturation spectroscopy for plasma diagnostics2013

    • 著者名/発表者名
      S. Nishiyama, M. Goto, and K. Sasaki
    • 学会等名
      16th International Symposium on Laser-Aided Plasma Diagnostics
    • 発表場所
      University of Wisconsin, Madison, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Saturation spectroscopy and related phenomena in Balmer-α line of atomic hydrogen2013

    • 著者名/発表者名
      K. Sasaki, S. Nishiyama, and M. Goto
    • 学会等名
      10th Frontiers in Low Temperature Plasma Diagnostics
    • 発表場所
      Conference Centre Rolduc, Kerkrade, the Netherlands
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Estimation of homogeneous linewidth of the argon 4s[3/2]o2-4p[3/2]2 transition by saturation spectroscopy2013

    • 著者名/発表者名
      S. Nishiyama, M. Goto, and K. Sasaki
    • 学会等名
      66th Annual Gaseous Electronics Conference
    • 発表場所
      Westin Hotel, Princton, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 波長変調レーザー吸収分光法による水素負イオン源内の水素原子温度計測2013

    • 著者名/発表者名
      中野 治久,西山 修輔,後藤 基志,津守 克嘉,木崎 雅志,田 勝則,渋谷 真之, 永岡 賢一,長壁 正樹,浅野 英児,近藤 友紀,佐藤 守,関口 温朗,竹入 康彦, 金子 修,佐々木 浩一
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第30回年会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 飽和吸収分光法によるアルゴン準安定状態の緩和周波数測定:電子密度計測への応用2013

    • 著者名/発表者名
      王 恵民, 西山 修輔,佐々木 浩一
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第30回年会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Homogeneous Line Width Measurement of Absorption Spectrum of Metastable Argon by Saturation Spectroscopy2013

    • 著者名/発表者名
      Shusuke Nishiyama, Motoshi Goto, Koichi Sasaki
    • 学会等名
      第30回プラズマプロセシング研究会
    • 発表場所
      アクトシティ浜松(浜松市)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Saturation spectroscoy of argon 4s[3/2]-5p[3/2] transition spectrum2013

    • 著者名/発表者名
      Shusuke Nishiyama, Motoshi Goto, Koichi Sasaki
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学(厚木市)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [産業財産権] シース電界計測方法、皮膜形成方法、シース電界計測装置、および皮膜形成装置2014

    • 発明者名
      滝澤一樹、佐々木浩一、西山修輔
    • 権利者名
      滝澤一樹、佐々木浩一、西山修輔
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-221279
    • 出願年月日
      2014-10-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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