高温プラズマ中の水素中性原子密度測定用・波長可変コヒーレント紫外光源の試作研究

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本研究の目的は、波長121.6nm近傍の紫外領域の新らしい方式のコヒーレント光源をつくり、核融合関連高温プラズマ中の水素同位体中性原子の密度を、その原子による共鳴散乱を利用して測定する装置を試作することである。波長121.6nmの光源をつくる手法は、まず波長可変アレキサンドライトレーザを用いて729.6nmのレーザ発振を得、つぎにKDP結晶を用いてその先を2逓倍し、その後クリプトンガスセルまたはアルゴン・クリプトン混合ガスセルを用いて3逓倍(最終的に元の波長の1/6の121.6nmのコヒーレント光源を得るというものである。主な成果を以下に要約する:1)121.6nm光出力特性-昭和59年度までに121.6nm光の発生に成功したが、その出力増大を妨げている主因が、アレキサンドライトレーザ(米国アポロ社製)の多モード発振であることが判明した。単一モード発振にするため共振器内にアパチャーを插入した結果、発振モード数は減らせたが、単一モードにすることはできなかった。これはレーザロッドのドーピング濃度が高すぎて、中心まで十分に励起光が達していないためと考えられる。残念ながら、本レーザ・ロッドは市販後未だ日が浅いため、現時点ではドーピング濃度を変えたロッドの入手は不可能である。他の出力増大の可能性についても考察を加えた。2)共鳴散乱用プラズマ源の整備-共鳴散乱測定のためのプラズマ発生および閉じ込め装置の整備を行なった。すなわち、プラズマ発生用炭酸ガスレーザ装置を整備しプラズマ発生実験を行ない、またモジュール形ヘリオトロン装置SHATLET-Mの試作を完了した。以上近く性能が改善されたレーザロッドの購入により目的達成が期待される。