Chemical vapor deposition diamond window for high-power and long pulse millimeter wave transmission

春日井 敦; 坂本 慶司; 恒岡 まさき; 假家 強*; 今井 剛; Braz, O.*; Thumm, M.*; J.R.Brandon*; R.S.Sussman*; A.Beale*; et al.

Review of Scientific Instruments, 69(5), p.2160 - 2165, 1998/05

https://doi.org/10.1063/1.1148916

ITER工学R&Dのもとにドイツのカールスルーエ中央物理研究所と共同で、化学気相成長法による大口径ダイヤモンドディスクの大電力高周波実験を、原研のジャイロトロン試験装置を用いて行った。ダイヤモンドは低い高周波損失係数(0.5~210)、非常に高い熱伝導率(常温において銅の約5倍)を持つので、水による周辺冷却が可能であり、ジャイロトロンなどの大電力高周波窓として最適である。実験では170GHz、110kW、10秒の高周波を、周辺と水冷却した直径96mm、厚さ2.23mmのダイヤモンド窓に入射し、中心部の温度上昇が約40Kで安定することが確認でき、計算結果とよい一致を示した。この結果からダイヤモンド窓はITER用で用いる1MWの大電力高周波窓として有望であることが確かめられた。