光渦を用いたECRHシステムの低損失な伝送方法の提案

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本研究は，大電力高周波システムにおけるラゲールガウスビームの励起，並びに伝送を実現することを目標にしている．具体的には，すでに大電力システムで用いられているコルゲート導波管の任意モードを複数重ね合わせることにより，光渦モードを励起させることを目指す．過年度までの成果として，「コルゲート導波管における光渦モードの導出」，及び「ガウスビームを用いた励起の実現可能性」を明らかにしてきた．また，「数値的に検証するためのシミュレーションコード開発」も行っている．2022年度は特に「ガウスビームを用いた導波管モードの励起」について新しい知見が得られたので以下に示す．１．伝播モードの結合断面における複素ポインティングベクトルを解析的に計算することで，ガウスビームと導波管モードのカップリングを明らかにした．従来は進行方向成分のみの評価にとどまっていたが，軌道角運動量に比例する方位角成分までも評価することで，渦度を見積もることを原理的に可能にした．２．入射角度に応じて様々なモードを励起できる反面，無視できないほどの意図しない高次モードも励起されることが分かった．得られた成果を元に，不要な高次モードを打ち消すようなパラメテータの同定を考えていく必要がある．上記２つの成果はいずれも国際学会「JSST2022，ISPlasma2023」で発表している．今後も継続して発表していく予定であり，すでに査読付き国際会議での発表も決まっている．