Design study of polychromators for ITER edge Thomson scattering diagnostics

ITER周辺トムソン散乱計測用ポリクロメーターの設計開発

梶田 信; 波多江 仰紀; 草間 義紀

Kajita, Shin; Hatae, Takaki; Kusama, Yoshinori

ITERの周辺トムソン散乱計測装置においては、光学フィルターと検出器としてアバランシェフォトダイオードを用いたポリクロメーターを検出系に使用する予定である。本研究では、数値計算により得られる電子温度の誤差を指標として、光学フィルターの透過波長領域の最適化を行った。本計測装置では、高い電子温度領域(10keV)まで計測する計画であるが、トムソン散乱スペクトルは短波長側まで広がるため、線のようなプラズマからの発光スペクトル線を除去することが重要になる。誤差評価の結果、高い温度領域での誤差を抑えるためには、線以下の短波長領域のフィルターが重要であることが明らかになった。さらに、レーザーの波長である1064nm以上の波長領域のフィルターが計測誤差を抑えるために有効であることが示唆された。

In ITER edge Thomson scattering measurement system, it is planned that polychromator by use of optical filters and avalanche photodiodes is used for the detection system. In this paper, the optimization of the filter transmission wavelength ranges is performed by minimizing the numerically calculated electron temperature error. The Thomson spectrum extends to considerably low wavelength ranges because high electron temperature measurement is required; therefore, it is important to eliminate the line emission from the plasma. It has been found that a filter below 656 nm, which corresponds to the strong line emission of , is important for evaluating the electron density and temperature because the required maximum temperature is 10 keV, in which the tail of the spectrum is broadened around 400 nm. Moreover, the calculation indicates that a filter, transmission wavelength of which is higher than 1064 nm, is also useful to reduce the measurement error.