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Development of polarization interferometer based on Fourier transform spectroscopy for Thomson scattering diagnostics

トムソン散乱計測のためのフーリエ分光に基づく偏光干渉計の開発

波多江 仰紀; Howard, J.*; 平野 洋一*; 内藤 磨; 中塚 正大*; 吉田 英次*

Hatae, Takaki; Howard, J.*; Hirano, Yoichi*; Naito, Osamu; Nakatsuka, Masahiro*; Yoshida, Hidetsugu*

核融合プラズマの電子温度・密度分布を測定するトムソン散乱では、散乱スペクトルの分光器として従来、回折格子を用いた分光器や干渉フィルターを用いたフィルターポリクロメータが使われてきた。これらの手法では、スループットが小さい、相対波長感度較正が必要といった課題がある。近年、フーリエ分光に基づく偏光干渉計をトムソン散乱へ応用することが提案され、この手法は上記の課題を改善できる可能性がある。本研究ではこの手法の原理実証のため、トムソン散乱計測のための偏光干渉計を開発中である。この手法では、干渉計の遅延光路長を適切に選んだとき、トムソン散乱光のコヒーレンスが電子温度と電子密度の関数で表現できることから、干渉信号強度から電子温度と電子密度が評価できる。JT-60での本格的な測定に先立ちTPE-RXで初期的な測定実験を行う予定である。プロトタイプの分光器では、TPE-RXの運転領域にあわせて、100$$sim$$1000eVの電子温度レンジ,5$$times$$10$$^{18}$$m$$^{3}$$以上の電子密度をターゲットとして設計を行った。

A high-throughput polarization interferometer is being developed to demonstrate for the first time the utility of Fourier transform spectroscopy for Thomson scattering diagnostics of high temperature plasma. Target $$T$$$$_{e}$$ and $$n$$$$_{e}$$ ranges for the prototype polarization interferometer are $$<$$ 1 keV and $$>$$ 5$$times$$10$$^{18}$$ m$$^{-3}$$, respectively. This paper describes the design of the polarization interferometer and the results of initial tests.

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