改良イメージング法による環状型プラズマ閉込め装置内の密度揺動分布計測法の開発

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本研究は、磁場閉じ込めプラズマの中の揺動伝搬方向が空間的に変化していることを利用し、レーザーイメージング法を密度揺動の伝搬角対する分解能を持つ計測法に改良して、その空間分布計測が行えるシステムに発展させようとするものである。本年度は、計測角を決めている位相板付属のスリットを高速回転することにより、密度揺動の計測位置を高速掃引し、1ショット間(〜50ms)で掃引可能なシステムとするための検討を進め、以下の結果を得た。1.スリットを高速掃引できる高速回転スキャナーシステムを試作し、得られる掃引速度や幅について性能評価を行った。その結果、スリットの掃引全幅は30度で、掃引速度として計算値の1/2の性能であるがステップ角3度を50ms間で掃引できる性能を得た。得られた性能は、ヘリオトロン等のピッチ角の変化が大きい装置では数回の掃引で、トカマク等のピッチ角の変化が小さい装置では1回の掃引で空間分布が得られる。2.He-Neレーザーシステムで上記スリットを用いたイメージング光学系を設定し、超音波をプラズマの密度揺動のシミュレータとして実験を行い、変更したスリットの揺動計測性能ついて調べた。それにより、スリットの厚さ方向の側面によりレーザービームの一部が削られたものの、スリットの高速回転システムでも、従来通り1%程度の誤差で揺動のパラメータが計測できることがわかった。さらに、本システムの実用化に際して必要となる光ファイバーを用いた検出システムも導入し、伝送効率80%程度が得られた。これにより、光ファイバーを用いた多チャネルシステムの有効性を示すことができた。