Development of polarization interferometer based on Fourier transform spectroscopy for Thomson scattering in TPE-RX

TPE-RXにおける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*; 小口 治久*; 内藤 磨; 北村 繁

Hatae, Takaki; Howard, J.*; Hirano, Yoichi*; Koguchi, Haruhisa*; Naito, Osamu; Kitamura, Shigeru

トムソン散乱光の分光では、これまでに回折格子による分光器や干渉フィルターを用いたポリクローメータが用いられてきた。一方、分光器としてこれらの分光方式と異なる、フーリエ分光に基づく偏光干渉計が提案されている。そこで、本研究では、フーリエ分光に基づく偏光干渉計の原理実証のために、トムソン散乱計測のための偏光干渉計を開発した。この方式は、比較的高いスループットが期待でき、少ない検出器で広い温度範囲をカバーできる特徴を持つ。本方式の原理実証試験は、逆磁場ピンチ装置TPE-RX(T1keV, n510m)で実施した。TPE-RXの運転パラメタに合わせて偏光干渉計の設計を行った。T1keVの温度領域で干渉信号のコントラストが最大となるよう、光路差を与える複屈折板(水晶板)の厚みは0.6mm近傍とした。黒体放射炉を用いた予備試験では、黒体温度を1000Cから1500Cまで変化させ、放射光の干渉信号を測定したところ理論値とほぼ一致し、本方式の原理実証の見通しを得た。TPE-RXにおける原理実証試験の初期結果として、本計測法による電子温度の測定を行い、既存のポリクロメータによる測定値とほぼ一致する結果を得た。これにより本計測法の有効性を実証することができた。

A high-throughput polarization interferometer has been developed to demonstrate for the first time the utility of Fourier transform spectroscopy for Thomson scattering diagnostics of high temperature plasma. Target Te and ne ranges for the prototype polarization interferometer are 1 keV and 510m, respectively. This paper describes the design of the polarization interferometer, the results of initial tests and measurement of TPE-RX plasma using the polarization interferometer.