Development of polarization interferometer for Thomson scattering diagnostics in JT-60U

JT-60Uにおけるトムソン散乱計測のための偏光干渉計の開発

波多江 仰紀; Howard, J.*; 海老塚 昇*; 平野 洋一*; 小口 治久*; 北村 繁; 佐久間 猛; 濱野 隆

Hatae, Takaki; Howard, J.*; Ebizuka, Noboru*; Hirano, Yoichi*; Koguchi, Haruhisa*; Kitamura, Shigeru; Sakuma, Takeshi; Hamano, Takashi

フーリエ変換分光の手法をトムソン散乱計測に初めて導入し、電子温度・密度測定の測定性能を向上させる手法を確立することを目指して、トムソン散乱のための偏光干渉計を開発中である。逆磁場ピンチ装置TPE-RXにおいて、既存のYAGレーザートムソン散乱システムを利用し、本計測手法の原理実証試験を行った。既存の干渉フィルターポリクロメーターと偏光干渉計を交互に用い、空間1点(プラズマ中心近傍)の電子温度の測定を行った結果、双方でほぼ同様の電子温度を得て、本方式による有効性を実証した。次のステップとして、本方式の実用性を実証するために、JT-60Uのための多チャンネル偏光干渉計を開発中である。ルビーレーザーによるトムソン散乱光をウォラストンプリズムへ入射し、結晶内の光路長を空間的に変化させることにより、インターフェログラムをICCD検出器で測定する。各種光源を用いた較正試験では、光源の波長に応じたインターフェログラムが取得でき、FFT処理を行うことによりスペクトルの再構成を行うことができた。

A polarization interferometer based on the Fourier transform spectroscopy for the Thomson scattering diagnostics is being developed to evaluate the validity. At the first stage, a dual channel polarization interferometer utilizing a fixed-thickness birefringent plate is developed, and the target and ranges were 1 keV and 510 m, respectively. The electron temperature is successfully measured by the dual channel polarization interferometer in TPE-RX reversed field pinch machine, for the first time. The temperature of the polarization interferometer nearly agrees with that of the filter polychromator. At the second stage, we are developing a multichannel polarization interferometer employing a Wallaston prism to cover wider range of electron temperature. Interferograms of three kinds of light sources are measured by the multichannel polarization interferometer, and those spectra are reconstructed by Fourier transform. In the measurement of a blackbody radiation source using the multichannel polarization interferometer, both ideal and measured spectra agree within 8%.