ピコ秒レーザ励起による大気圧プラズマ中励起移行速度等の決定とプラズマ診断への応用

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21340170
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: プラズマ科学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 蓮尾 昌裕 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40218433)
• 連携研究者: 四竈 泰一 京都大学, 工学研究科, 講師 (80456152) ; 後藤 基志 核融合科学研究所, 高温プラズマ物理研究系, 准教授 (00290916)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• キーワード: プラズマ計測

研究概要

620 psパルス幅のレーザ誘起蛍光計測システム開発し、グロー放電およびマイクロホローカソード放電によるヘリウムプラズマに対して緩和蛍光の時間変化を計測した。計測結果と、低圧で決定された励起移行速度係数と消失速度係数を用いた解析を比較し、両者の差異を見出した。さらに、ヘリウム原子の587. 6、667. 8、706. 5 nm発光線の同時計測高分解分光システムを開発し、その計測スペクトルから大気圧までのマイクロホローカソードヘリウムプラズマで原子密度、電子密度・温度を推定した。

研究成果

• [雑誌論文] A Simultaneous Measurement of Polarization-resolved Spectra of Neutral Helium 23P-33D, 21P-31D and 23P-33S Emissions from the Periphery of an LHD Plasma (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Mizushiri, K. Fujii, T. Shikama, A. Iwamae, M. Goto, S. Morita and M. Hasuo
  • 雑誌名: Plasma Phys. Control. Fusion 巻: 52 ページ: 105012(12)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plasma polarization spectroscopy of atomic and molecular emissions from magnetically confined plasmas (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Shikama, K. Fujii, S. Kado, H. Zushi, M. Sakamoto, A. Iwamae, M. Goto, S. Morita, and M. Hasuo
  • 雑誌名: Can. J. Phys 巻: 89 ページ: 495-501
  • URL: http://repository.kulib.kyoto-u.ac.jp/dspace/handle/2433/152188
  • 査読あり
• [雑誌論文] Disalignment rates of the neon 2p5 and 2p10 atoms due to helium atom collisions measured at temperatures between 77 and 294 K (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Matsukuma, T. Shikama and M. Hasuo
  • 雑誌名: J. Phys. B : At. Mol. Opt. Phys. 巻: 44 ページ: 7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Multi-wavelength-range High-resolution Spectrometer for Hydrogen Atomic and Molecular Emission Lines (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Fujii, T. Shikama, A. Iwamae, M. Goto, S. Morita, and M. Hasuo
  • 雑誌名: Plasma Fusion Res 巻: 5 ページ: S2079
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetic Energy Measurement of Hydrogen in LHD Peripheral Plasma with a Multi-wavelength-range Fine-resolution Spectrometer (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Fujii, K. Mizushiri, T. Nishioka, T. Shikama, A. Iwamae, M. Goto, S. Morita, and M. Hasuo
  • 雑誌名: Nucl. In strum. Methods A 巻: 623 ページ: 690-692
  • URL: http://repository.kulib.kyoto-u.ac.jp/dspace/handle/2433/131752
  • 査読あり
• [学会発表] Multi-emission Line High-resolution Plasma Spectroscopy on a Micro Hollow-cathode Atmospheric-pressure Helium Plasma (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Azuma, S. Namba, K. Fujii, T. Shikama and M. Hasuo
  • 学会等名: 8th EU-Japan Joint Symposium on Plasma Processing
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 2012-01-17
• [学会発表] Sub-nanosecond Pulse Laser Induced Fluorescence Spectroscopy toward Observation of Excitation Transfer Processes of Helium Atoms in an Atmospheric-pressure Plasma (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Takaie, K. Akai, H. Matsukuma, T. Shikama and M. Hasuo
  • 学会等名: 8th EU-Japan Joint Symposium on Plasma Processing
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 2012-01-17
• [学会発表] マイクロホローカソード大気圧ヘリウム放電の複数発光線同時高分解プラズマ計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 蓮尾昌裕、難波愼一、藤井恵介、四竈泰一、東裕通
  • 学会等名: Plasma Conference 2011
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2011-11-22
• [学会発表] 大気圧プラズマ中でのヘリウム原子励起移行過程の観測に向けたサブナノ秒レーザー誘起蛍光分光 (2011)
  • 著者名/発表者名: 赤井浩平、高家幸弘、松隈啓、四竈泰一, 蓮尾昌裕
  • 学会等名: Plasma Conference 2011
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2011-11-22
• [学会発表] マイクロホローカソード大気圧プラズマ中ヘリウム原子の半導体レーザー吸収スペクトル計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山脇翔太、森田大輔、片山光一、四竈泰一, 蓮尾昌裕
  • 学会等名: Plasma Conference 2011
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2011-11-22
• [学会発表] 空気や水素ガス中でのショ糖結晶の破壊に伴う発光のプラズマ分光計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小池祐太郎、藤井恵介、東裕通、大山勇己、四竈泰一, 蓮尾昌裕
  • 学会等名: Plasma Conference 2011
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2011-11-22
• [学会発表] プラズマ分光診断の基礎と応用:核融合プラズマから大気圧プラズマまで (2011)
  • 著者名/発表者名: 蓮尾昌裕
  • 学会等名: プラズマ科学のフロンティア2011研究会
  • 発表場所: 核融合科学研究所
  • 年月日: 2011-09-09
• [学会発表] サブナノ秒レーザ励起によるヘリウム原子励起移行衝突過程の分光研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高家幸弘、四竈泰一、蓮尾昌裕
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] 原子衝突による偏極緩和過程と原子間ポテンシャル (2011)
  • 著者名/発表者名: 松隈啓、四竈泰一、蓮尾昌裕
  • 学会等名: 原子分子光の素過程とプラズマ分光の研究フロンティア研究会
  • 発表場所: 核融合科学研究所
  • 年月日: 2011-02-04
• [学会発表] マイクロホローカソード放電ヘリウムプラズマの複数波長域高分解分光診断 (2011)
  • 著者名/発表者名: 蓮尾昌裕、四竈泰一、高家幸弘、山脇翔太、森田大輔、片山光一、東裕通
  • 学会等名: 原子分子光の素過程とプラズマ分光の研究フロンティア研究会
  • 発表場所: 核融合科学研究所
  • 年月日: 2011-02-03
• [学会発表] 複数波長域高分解分光法によるLHDプラズマ中ヘリウム発光線の計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤井恵介、水尻圭介、四竈泰一、岩前敦、後藤基志、森田繁、蓮尾昌裕
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] グロー放電中励起ネオン原子(2p10準位)のアライメント緩和 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松隈啓、四竈泰一、蓮尾昌裕
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] 空気中でのショ糖結晶の破壊に伴う発光の窒素分子スペクトル計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小池祐太郎、藤井恵介、四竈泰一、蓮尾昌裕
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] Depolarization of emission lines from polarized neon 2p10 atoms due to radiation re-absorption in a glow discharge plasma (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Matsukuma, C. Bahrim, T. Shikama and M. Hasuo
  • 学会等名: European Physical Society 37th Conference on Plasma Physics
  • 発表場所: Dublin, Ireland
  • 年月日: 2010-06-24
• [学会発表] Disalignment of Ne*(2p10[J=1]) atoms due to He(1s2) atom collisions in glow discharges at 294 K (2010)
  • 著者名/発表者名: C. Bahrim, V. V. Khadilkar, H. Matsukuma and M. Hasuo
  • 学会等名: 41st Annual Meeting of the APS Division of Atomic, Molecular and Optical Physics
  • 発表場所: Houston, Texas, USA
  • 年月日: 2010-05-27
• [学会発表] LIFを用いた励起ネオン原子のアライメント緩和計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松隈啓、四竈泰一、蓮尾昌裕
  • 学会等名: 原子分子光の素過程とプラズマ分光の研究フロンティア研究会
  • 発表場所: 核融合科学研究所
  • 年月日: 2010-01-19
• [備考]
  • URL: http://oel.me.kyoto-u.ac.jp/