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Impact of edge localized mode on photo-elastic-modulator based motional Stark effect polarimetry

光弾性変調器を用いたモーショナルシュタルク偏光計測への周辺局在モードの影響

鈴木 隆博; 藤田 隆明

Suzuki, Takahiro; Fujita, Takaaki

高閉じ込めプラズマにおいて観測される周辺局在モード(ELM)によって生じる間欠的な背景光の増加は、光弾性変調器(PEM)を用いた電流分布測定用モーショナルシュタルク効果(MSE)偏光計測に擾乱を与える。すなわち、MSE計測はPEMにより周波数変調された入射光の周波数スペクトル強度から偏光角を求め、偏光角の空間分布から電流分布を評価するが、ELMによるインパルス状の背景光は無偏光であっても広帯域の周波数スペクトルを有し、PEMによる変調スペクトルを乱すことで偏光角に誤差を生じる。このELMにより生じる偏光角の誤差を数値計算により調べた。得られた結果の一つとして、スペクトル強度測定用の低域フィルター(LPF)の時定数から決まる臨界周波数よりELM周波数が小さい時には誤差はELM周波数には依存せず、一方、臨界周波数より大きい時にはELMの影響がパイルアップし誤差はELM周波数とともに大きくなることがわかった。パイルアップが生じている時はELM間であっても誤差が残る。ほかに誤差の背景光強度,入射光偏光角,LPFの時定数等への依存性について系統的に調べ、誤差を低減するための光学系への条件を示した。

Intermittent increase in background light induced by edge localized mode (ELM) in high confinement mode (H-mode) plasma gives disturbances to polarization angle of incident light measured by motional Stark effect (MSE) polarimeter using photo-elastic modulator (PEM), even if the background light is not polarized. The error in the polarization angle determined by the light intensity at the frequency modulated by the PEM originates in a broadband frequency spectrum of the intermittent background light. When the ELM frequency $$tau$$$$_{rm ELM}$$ is sufficiently lower than a critical ELM frequency that is given by inverse of an apparent LPF time constant, the error has its peak, the height of which is independent of $$tau$$$$_{rm ELM}$$, soon after the ELM and vanishes between subsequent ELMs. However, when $$f$$$$_{rm ELM}$$ is higher than the critical ELM frequency, errors induced by subsequent ELMs pile up and the error increases with $$f$$$$_{rm ELM}$$. Other dependences on background light height, LPF time constant, polarization angle of incident light are analyzed.

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分野:Nuclear Science & Technology

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