| 研究課題/領域番号 |
13480131
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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 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
飯尾 俊二 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 助教授 (90272723)
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| 研究分担者 |
嶋田 隆一 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (40206181)
筒井 広明 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 助手 (20227440)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2004
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| キーワード | ファラデー効果 / 磁場計測 / 偏光計測 / 直交偏光子法 / ゼーマンレーザー / ヘテロダイン / 光弾性変調器 / 磁場閉じ込め核融合 |
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| 研究概要 |
本研究では、ファラデー素子をセンサーとして磁場を多チャンネル計測する偏光計を開発するために、偏光角を直交成分に分解して直接測る直交偏光子法、光弾性変調器を用いて1本のビームの偏光面を変調する光学遅延変調ヘテロダイン法、ファラデー回転を位相変化として計測する偏光面回転ヘテロダイン法の3種法の計測分解能と安定性の比較を行った。
直交偏光子法の計測精度は0.2〜2%で十分ではなく、精度が偏光角に依存することが問題ではあるが、高速応答とコスト面で両ヘテロダイン法よりも優れていることを確認した。
光学遅延変調法の分解能も入射偏光角に依存し、22.5度で標準偏差が最大で約0.07度であり、SN比の最大値は0度付近で約150と評価された。偏光角のゼロ点は偏光変調法の方が偏光面回転法よりもはるかに安定で、ゼロ点の変動は0.01度以下であった。
偏光面回転法は、直交直線2周波光を同一光軸上に発振するゼーマンレーザーを光源としてゼロ点の安定化を図ったが、多点計測するための光路の自由度を確保するために偏波面保持ファイバを使用すると、ファイバのコネクタ部端面からの反射光が無視できず、レーザー発振が不安定となる。この対策として、光アイソレータと呼ばれる戻り光を抑制する光学系を組み込んだが、戻り光の抑制が完全には行えず、位相計測安定性が劣化することが判明した。温度制御カバーを用いてファラデー素子の表面温度を制御すると、戻り光を1%以下まで抑制することができ、光アファイバを用いても安定にレーザー発振させることが可能となった。光アイソレータ全体を恒温化すると、目標とする0.1%の計測精度を10000秒間維持できることを実証した。
5Tまで発生できる超伝導マグネットを使用し、センサーの候補である鉛ガラスとセレン化亜鉛のベルデ定数を評価した。
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