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論文

Progress in development of the advanced Thomson scattering diagnostics

波多江 仰紀; Howard, J.*; 海老塚 昇*; 吉田 英次*; 中塚 正大*; 藤田 尚徳*; 成原 一途*; 山田 一博*; 舟場 久芳*; 平野 洋一*; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 227, p.012002_1 - 012002_6, 2010/06

 被引用回数:2 パーセンタイル:67.03

We have developed new technologies for an advanced Thomson scattering diagnostics to meet various requirements for understanding physical phenomena in fusion plasmas. These technologies for the advanced Thomson scattering diagnostics may contribute future Thomson scattering diagnostics. For example, a polarization interferometer is applicable for T$$_{e}$$ measurement with wide range and imaging measurement. A multipass Thomson scattering and high average power laser employing SBS-PCM may improve the S/N ratio and repetition rate for the measurement, and allows measurement with high spatial resolution. An SBS-PC is a promising technology for LIDAR to generate short laser pulse. A Cr, Nd:YAG will be used for high-efficiency and high average power laser system. Fully relativistic formulae will contribute to the spectrum analysis with wide Te range. A guideline to optimize wavelength channels will be useful for a design of spectrometer.

論文

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

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

Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.8, p.680 - 684, 2009/09

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。

口頭

TPE-RXにおけるトムソン散乱計測のためのフーリエ分光器の開発

波多江 仰紀; Howard, J.*; 平野 洋一*; 小口 治久*; 内藤 磨; 北村 繁

no journal, , 

トムソン散乱計測では、レーザーによる電子の散乱光のドップラー広がりを分光分析することにより、プラズマの電子温度・密度を測定する。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。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、トムソン散乱計測用の偏光干渉計を開発中である。この方式では、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可能性がある。本方式の原理実証試験は、逆磁場ピンチ装置TPE-RX(T$$_{e}$$$$<$$1keV, n$$_{e}$$$$<$$5$$times$$10$$^{19}$$m$$^{-3}$$)で実施予定であり、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。T$$_{e}$$$$<$$1keV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0.555mmとした。黒体放射炉を用いた予備試験では、黒体温度を1000$$^{circ}$$Cから1500$$^{circ}$$C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。講演では近日実施予定のTPE-RXにおける原理実証試験の準備状況を述べる。

口頭

フーリエ分光に基づく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.*; 平野 洋一*; 小口 治久*; 内藤 磨; 北村 繁

no journal, , 

トムソン散乱計測では、レーザーによる電子の散乱光のドップラー広がりを分光分析することにより、プラズマの電子温度・密度を測定する。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。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、トムソン散乱計測用の偏光干渉計を開発中である。この方式では、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可能性がある。本方式の原理実証試験は、逆磁場ピンチ装置TPE-RX(T$$_{e}$$$$<$$1keV, n$$_{e}$$$$<$$5$$times$$10$$^{19}$$m$$^{-3}$$)で実施予定であり、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。T$$_{e}$$$$<$$1keV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0.555mmとした。黒体放射炉を用いた予備試験では、黒体温度を1000$$^{circ}$$Cから1500$$^{circ}$$C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。講演では近日実施予定のTPE-RXにおける原理実証試験の初期結果について発表する予定である。

口頭

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

波多江 仰紀; Howard, J.*; 平野 洋一*; 小口 治久*; 内藤 磨; 北村 繁

no journal, , 

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(T$$_{e}$$$$<$$1keV, n$$_{e}$$$$<$$5$$times$$10$$^{19}$$m$$^{-3}$$)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。T$$_{e}$$$$<$$1keV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1000$$^{circ}$$Cから1500$$^{circ}$$C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。

口頭

JT-60におけるトムソン散乱計測用フーリエ変換分光器の開発

波多江 仰紀; Howard, J.*; 平野 洋一*; 小口 治久*; 北村 繁

no journal, , 

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、ショットの再現性,検出器回路ノイズ及び較正に問題が残るが、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-60のための多チャンネル偏光干渉計を設計中である。光ファイバーからの拡散光(ルビーレーザーによるトムソン散乱光)を複屈折結晶へ入射し、結晶内の光路長を空間的に変化させることにより、強度の光路長による関数形(インターフェログラム)をICCD検出器で測定し、それをフーリエ変換することによりトムソン散乱スペクトルを求めることを検討している。

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