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2007 年度 実績報告書

核燃焼プラズマ制御のための干渉・偏光計測法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16082208
研究機関核融合科学研究所

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)

研究分担者 田中 謙治  核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 准教授 (50260047)
秋山 毅志  核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教 (80370138)
岡島 茂樹  中部大学, 工学部, 教授 (90113084)
キーワード核燃焼プラズマ / レーザー計測 / 干渉計測 / 偏光計測 / 電流分布 / 電子密度分布
研究概要

核燃焼プラズマの電子密度及びプラズマ内部磁場分布計測のために、遠赤外レーザーによる干渉・偏光計測法の開発を進めている。今年度の主要研究成果を以下に記載する。
1)ITER等の大型核融合実験装置プラズマ計測用に開発している波長57.2μmと47.6μmの2波長同時発振レーザーを用いた計測システムの開発を進めた。計測システムの構築においてレーザー光の長距離伝送は欠かせない技術である。今年度、内径24φの誘電体導波路(長さ約9m、マイターベンド2個)を用いた伝送システムを構築した。レーザーの導波管への入射条件等を最適化した結果、90%以上の伝送効率を得ると共に、伝送後のビームプロファイルもほぼガウシアンビームであることを確認し、誘電体導波管伝送の適用への目途をつけることが出来た。
2)光弾性素子(PEM)を用いた偏光計測手法の最適化を進めた。PEM内でレーザー光の多重反射成分が生じると、測定値が真の偏光角から誤差が生じ、高精度計測では問題となることを明らかにした。誤差を抑えるには素子表面に反射防止膜を施すことが有効であるが、遠赤外領域での反射防止膜はこれまでほとんど前例がなく、適切な屈折率と高い接着性を持つパリレン樹脂を新たに反射防止膜材料として選定した。これにより、多重反射による偏光角誤差を現在の角度分解能以下にすることができた。また、時間分解能を向上させるため、既存のPEMと駆動周波数の異なるPEMをもう1台製作し、2台を組み合わせたシステムを構築し、その性能を評価した。
3)偏光干渉計においてリトロ反射鏡は不可欠な光学素子であるが、真空容器内の設置ではプラズマによる光学特性の劣化が問題となっている。そこで大型ヘリカル装置に設置していたリトロ反射鏡の表面分析及び光学特性変化の測定を行い、リトロ反射鏡の形状に起因するミラー中心部への不純物集約機構を明らかにした。不純物低減構造を持つリトロ反射鏡をLHDに設置し、構造パラメータの最適化を図った。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] 燃焼プラズマ実験のための遠赤外レーザー計測法の開発2008

    • 著者名/発表者名
      川端一男、秋山毅志、田中謙治, 岡島茂樹、中山和也
    • 雑誌名

      日本赤外線学会誌 17

      ページ: 31-38

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bench testing of new polarimeter with silicon photoelastic modulator for short wavelength FIR laser2007

    • 著者名/発表者名
      T. Akiyama, K. Kawahata, S. Okajima, K. Nakayama, T. C. Oarberg,
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research 2

      ページ: S1113-1-S1113-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Advanced Laser Diagnostics for Electron Density Measurements2007

    • 著者名/発表者名
      K. Kawahata, T. Akiyama, R. Pavlichenko, K. Tanaka, Y. Ito, K. Nakayama, et. al.
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research 2

      ページ: S1027-1-S1027-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of the 48, 57, m Poloidal Polarimeter for ITER2007

    • 著者名/発表者名
      Rostyslav PAVLICHENKO, Kazuo KAWAHATA and Tony DONNE
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research 2

      ページ: S1040-1-S1040-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interpretation of line-Integrated Signal from 2-D Dimensional Phase Contrast Imaging on LHD2007

    • 著者名/発表者名
      Clive. Michael, Kenji Tanaka, Leonid Vyacheslavov, Andrei Sanin Kazuo Kawahata, et. al.
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research 2

      ページ: S1034-1-S1034-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Change of optical properties of retroreflector installed in LHD2007

    • 著者名/発表者名
      T. Akiyama, K. Kawahata, N. Ashikawa, et. al.
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments 78

      ページ: 103501-1-103501-7

    • 査読あり
  • [学会発表] 50mm帯の2波長遠赤外レーザー干渉計用光学素子の高精度設計2008

    • 著者名/発表者名
      中山和也
    • 学会等名
      大55回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      日本大学(千葉)
    • 年月日
      2008-03-29
  • [学会発表] 2波長CO2レーザー励起による2波長同時発振遠赤外レーザーの開発とその応用2008

    • 著者名/発表者名
      岡島茂樹
    • 学会等名
      レーザー学会第28回年次大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2008-01-31
  • [学会発表] 2波長遠赤外レーザー干渉計の開発(V)2007

    • 著者名/発表者名
      川端一男
    • 学会等名
      第24回プラズマ核融合学会年会
    • 発表場所
      イーグレ姫路(姫路市)
    • 年月日
      2007-11-30
  • [学会発表] 2波長CO2レーザー励起による2波長同時発振遠赤外レーザー2007

    • 著者名/発表者名
      中山和也
    • 学会等名
      日本赤外線学会研究発表会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2007-11-14
  • [学会発表] 2波長CO2レーザー励起による遠赤外レーザー発振2007

    • 著者名/発表者名
      富本昌宏
    • 学会等名
      第68回応用物理学学術講演会
    • 発表場所
      北海道工業大学
    • 年月日
      2007-09-07

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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