Cavity Ring Down干渉法によるプラズマ密度の高分解測定

使用腔衰荡干涉仪高分辨率测量等离子体密度

• 批准号: 14658133
• 负责人: 間瀬 淳
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14658133/
• 关键词: プラズマ計測; 干渉計; 電子密度; 多重反射

1.パルス幅3-5ns,出力10mJのアルゴンイオンレーザーを入射波として用いたパルスCRD(Cavily Ring Down)光学系と,連続出力50mWのHeNeレーザーと音響光学変調素子(AOM : Acousto-Optic Modulator)を使用したCW-CRD光学系を製作し両者を比較した結果,指数関数的な出力波形とそのCRD時間など,同様な性能が得られることを示した。後者の場合,干渉計参照光路にはCRD Mirrorが不要であり,システム構成が容易であるとともに,実用性にも適していることを示した。2.干渉計のシミュレーションを実験および計算機実験の両面から行い,その原理的実証を行なった。本手法の原理を利用した計測法の種々の応用について,以下のように明らかにした。1)誘電体の多層膜コーティングの膜厚測定2)薄膜プラズマの密度測定に実用化できる可能性があることを実証した。この場合プラズマは入射波長に対するカットオフ密度より大きい値で測定可能で,使用波長の制限が大きく緩和される。応用分野としては,最近注目されているプラズマディスプレイパネル(PDP)用プラズマの密度測定などが考えられる。PDPのプラズマ測定は未だ確立されていない状況であり,本手法は有望なものと期待される。3)多層で形成されるプラズマを用いたフォトニック結晶とその応用について示した。3.FDTD(Finite Difference Time Domain)法と解析解を結合した電磁界の3次元計算を行ない,イメージング光学系の最適化設計に関する考察を行なった。その結果2系統の集光系を利用したシステムがプラズマ画像の再構成に重要であることを示した。

1. The amplitude of 3-5ns, output 10mJ and output CRD(Cavily Ring Down) incident wave and output 50mW of HeNe laser and acoustic optical modulator (AOM) were used in the manufacture of CW-CRD optical system. In the latter case, it is easy to construct the reference optical path of CRD Mirror, but it is practical. 2. The design and implementation of the system and the implementation of the principles of the system The principle of this method is to use the measurement method and the application of the method. The following are the reasons for this. 1)Measurement of film thickness of dielectric multilayer film 2) Measurement of film density In this case, it is possible to measure the incident wavelength, and the limit of the wavelength used is relaxed. For example, in the case of PDP, the density of the sample was measured. PDP's determination is not yet established. This method is expected to be successful. 3)Multi-layer crystal formation 3. FDTD (Finite Difference Time Domain) method and analytical solution are combined to conduct 3-D calculation in electromagnetic field, and to investigate the relationship between optimization design and optical system. The result is that the light collection system is very important for reconstruction.

项目成果

L.Bruskin, A.Mase, N.Oyama, K.Shinohara, Y.Miura: "Reflectometry Study of Mode Coupling in Fusion Plasma Turbulence"Plasma Physics and Controlled Fusion. 45・7. 1222-1245 (2003)

L.Bruskin、A.Mase、N.Oyama、K.Shinohara、Y.Miura：“聚变等离子体湍流中的模式耦合的反射测量研究”等离子体物理和受控聚变 1222-1245。

H.Park et al.: "Recent Advancements in Microwave Imaging Plasma Diagnositcs"Review of Scientific Instruments. 74(to be published). (2003)

H.Park 等人：“微波成像等离子体诊断的最新进展”科学仪器评论。

K.Watanabe, N.Oyama, A.Mase, K.Mizuno: "Millimeter-Wave two-Dimensional Imaging Optical System for Interferometer of the GAMMA 10 Tandem Mirror"Review of Scientific Instruments. 72・6. 2282-2286 (2002)

K.Watanabe、N.Oyama、A.Mase、K.Mizuno：“GAMMA 10 串联镜干涉仪的毫米波二维成像光学系统”科学仪器评论 72・6 (2002)。

L.G.Bruskin et al.: "Measurement of Density Fluctuations in Reflectometry of Cylindrical"Review of Scientific Instruments. 74・3(in press). (2003)

L.G. Bruskin 等：“圆柱反射测量中的密度波动”科学仪器评论 74・3（出版中）。

Y.Kogi, A.Mase, S.Osako, T.Yasuda, L.Bruskin, H.Hojo: "Ultrashort-Pulse Reflectometry for Steady-State Plasmas"Review of Scientific Instruments. 74・3. 1510-1513 (2003)

Y.Kogi、A.Mase、S.Osako、T.Yasuda、L.Bruskin、H.Hojo：“稳态等离子体的超短脉冲反射测量”科学仪器评论 74・3 (2003)。