磁化プラズマ中電子サイクロトロン周波数帯左旋円偏波の伝搬・減衰機構の解明

磁化等离子体中电子回旋频段左旋圆偏振波的传播和衰减机制的阐明

• 批准号: 04J03390
• 负责人: 高橋 和貴
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J03390/
• 关键词: 磁化プラズマ; 電子サイクロトロン共鳴; 偏波方向反転; ダブルレイヤー; 境界条件; 電子エネルギー分布関数; プラズマ電位構造制御; 不均一磁化プラズマ; イオンフロー; 円偏波; 非線形波動; 電子サイクロトロン共鳴(ECR); 不均一磁場配位; 左旋偏波

前年度まで,不均一磁化プラズマ中で電子サイクロトロン共鳴(ECR)加熱を行った際に,ECR点近傍にダブルレイヤーと呼ばれる非線形電位構造が形成されることを明らかにし,方位角方向モード数m=+1,及びm=-1の電磁波を入射した際には,半径方向中心領域,及び周辺領域にそれぞれダブルレイヤーが形成されることを明らかにしている.本年度は,この電位構造形成機構と電子サイクロトロン波の伝搬機構を体系的に解明するために詳細な実験を行い,以下のことが明らかになった.また,ダブルレイヤー形成時における粒子ダイナミクスを解明するために,オーストラリア国立大学との共同研究を展開した.1.方位角方向モード数m=±1モードを選択的に入射したところ,径方向偏波方向反転の結果,m=+1ではプラズマ断面の中心領域,m=-1では周辺領域のみで右旋偏波となり,この領域で選択的に波動が吸収されることが明らかになった.2.上記1の波動吸収領域と,ダブルレイヤーが形成される位置が一致することを明らかにし,右旋偏波の領域のみでダブルレイヤーが形成されることを実験的に明らかにした.3.上記1の波動伝搬特性は,実験室プラズマ中の境界条件を考慮した波動解析によって明確に説明できることを明らかにした.更に,有限要素法を用いたコンピューターシミュレーションにおいても同様の現象が起こることを明らかにした.4.ヘリコン波プラズマ中にダブルレイヤーが形成される際の電子エネルギー分布関数(EEDF)計測に関して,海外の研究者と共同研究を展開し,パルスラングミュアプローブ法を用いた計測系の構築を達成した.5.上記4の計測系を用いてEEDFの計測を行い,ダブルレイヤーが境界条件の一つとして振る舞い,高電位側と低電位側でEEDFが大きく異なることが観測された.高電位側ではEEDFはマクスウェル分布に従わず,ダブルレイヤーの電位障壁に対応するエネルギーにおいてマクスウェル分布からの逸脱が起こることが明らかになった.以上の結果,磁化プラズマ中電子サイクロトロン波の伝搬機構と,電子サイクロトロン共鳴加熱に伴い形成される電位構造機構を体系的に解明し,マイクロ波入射モードによるプラズマ電位構造制御法を提唱することに成功した.更にヘリコン波プラズマ中ダブルレイヤー形成に関する粒子ダイナミクスに関する共同研究を行い,電子の振る舞いを明らかにした.

In the previous year, electron resonance (ECR) heating was carried out in the vicinity of the ECR point, and non-linear potential structures were formed in the azimuthal direction. The number of electromagnetic waves incident was m=+1, and m=-1. In the radial direction, the center field was formed. And the perimeter of the field is full of red and blue. This year, the potential structure formation mechanism and electronic wave transfer mechanism of the system of detailed explanation, the following clear and clear. 1. Azimuth direction m = ± 1. Selected incident direction m=±1. Results of radial deflection direction inversion,m=+1. Central field of cross section,m=-1. Center of circumferential field m=-1. 2. The ratio of the absorption field of the above record 1 is consistent with the position of the formation of the absorption field of the above record 1. 3. The ratio of the above record 1 is consistent with the position of the formation of the formation of the above record 1. The boundary conditions in the process of calculation are taken into account in the ratio analysis, and the explanation is clear. In addition, the finite element method is used to calculate the electron generation distribution correlation (EEDF) between the formation of the electron generation and the formation of the electron generation. Overseas researchers and joint research have been carried out. The construction of the measurement system was achieved by using the Pelusan-based integrated control method. 5. The measurement system described in paragraph 4 above was used to measure EEDF. During the fluctuation of the boundary conditions of the industry, the EEDF on the high potential side and the low potential side are very different. On the high potential side, the EEDF is distributed in the potential barrier, and the EEDF is distributed in the potential barrier. As a result of the above, the mechanism of electron resonance wave transfer in magnetization and the formation of potential structure mechanism in electron resonance heating are successfully solved. In addition, joint research on the formation of particles related to the formation of.

项目成果

Polarization reversal of electron cyclotron waves and control of plasma-potential structures

电子回旋波的极化反转和等离子体势结构的控制

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Plasma and Fusion Research 82・11
• 作者: Wataru YAMAZAKI;Kisa MATSUSHIMA;Kazuhiro NAKAHASHI;関根久子;Hisako Sekine;関根(本多)久子;Hisako Sekine;K.Ueno et al.;豊崎秀海 他;K.Mamiya et al.;H.Toyosaki et al.;M.Nakano et al.;福村知昭 他;J.W.Quilty et al.;H.Toyosaki et al.;H.Toyosaki et al.;T.Fukumura et al.;Y.Yamada et al.;H.Toyosaki et al.;Y.Yamada et al.;K.Takahashi;T.Kaneko;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi
• 通讯作者: K.Takahashi

Energy Control of Field-Aligned Ion Flow in Magnetized Plasmas

磁化等离子体中场对准离子流的能量控制

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proceedings of The 3rd Student-Organizing International Mini-Conference on Information Electronics System
• 作者: Wataru YAMAZAKI;Kisa MATSUSHIMA;Kazuhiro NAKAHASHI;関根久子;Hisako Sekine;関根(本多)久子;Hisako Sekine;K.Ueno et al.;豊崎秀海 他;K.Mamiya et al.;H.Toyosaki et al.;M.Nakano et al.;福村知昭 他;J.W.Quilty et al.;H.Toyosaki et al.;H.Toyosaki et al.;T.Fukumura et al.;Y.Yamada et al.;H.Toyosaki et al.;Y.Yamada et al.;K.Takahashi;T.Kaneko;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;R.Hatakeyama;高橋和貴;高橋和貴;高橋和貴;高橋和貴;高橋和貴;金子俊郎;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi
• 通讯作者: K.Takahashi

Localized Absorption of High-Frequency Electromagnetic Wave Due to Polarization Reversal near the ECR point

由于 ECR 点附近极化反转而导致高频电磁波的局部吸收

• 发表时间: 2004
• 期刊: Proceedings of International CEO Forum on Plasma Science and Technology
• 作者: Wataru YAMAZAKI;Kisa MATSUSHIMA;Kazuhiro NAKAHASHI;関根久子;Hisako Sekine;関根(本多)久子;Hisako Sekine;K.Ueno et al.;豊崎秀海 他;K.Mamiya et al.;H.Toyosaki et al.;M.Nakano et al.;福村知昭 他;J.W.Quilty et al.;H.Toyosaki et al.;H.Toyosaki et al.;T.Fukumura et al.;Y.Yamada et al.;H.Toyosaki et al.;Y.Yamada et al.;K.Takahashi;T.Kaneko;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;R.Hatakeyama;高橋和貴;高橋和貴;高橋和貴;高橋和貴;高橋和貴;金子俊郎;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;高橋 和貴;高橋 和貴;金子 俊郎;K.Takahashi;K.Takahashi
• 通讯作者: K.Takahashi

Polarization-Reversal Induced Damping of Left-Hand Polarized Wave on Electron Cyclotron Resonance

左旋偏振波对电子回旋共振的极化反转诱导阻尼

• 发表时间: 2005
• 期刊: Physical Review Letters 94
• 作者: Wataru YAMAZAKI;Kisa MATSUSHIMA;Kazuhiro NAKAHASHI;関根久子;Hisako Sekine;関根(本多)久子;Hisako Sekine;K.Ueno et al.;豊崎秀海 他;K.Mamiya et al.;H.Toyosaki et al.;M.Nakano et al.;福村知昭 他;J.W.Quilty et al.;H.Toyosaki et al.;H.Toyosaki et al.;T.Fukumura et al.;Y.Yamada et al.;H.Toyosaki et al.;Y.Yamada et al.;K.Takahashi;T.Kaneko;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;R.Hatakeyama;高橋和貴;高橋和貴;高橋和貴;高橋和貴;高橋和貴;金子俊郎;K.Takahashi;K.Takahashi
• 通讯作者: K.Takahashi

Development of Low-Temperature Plasma Source Suitable for Ion Flow Energy Control in Strong Magnetic Fields

适用于强磁场中离子流能量控制的低温等离子体源的研制

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proceedings of XXVII International Conference on Phenomena in Ionized Gases
• 作者: Wataru YAMAZAKI;Kisa MATSUSHIMA;Kazuhiro NAKAHASHI;関根久子;Hisako Sekine;関根(本多)久子;Hisako Sekine;K.Ueno et al.;豊崎秀海 他;K.Mamiya et al.;H.Toyosaki et al.;M.Nakano et al.;福村知昭 他;J.W.Quilty et al.;H.Toyosaki et al.;H.Toyosaki et al.;T.Fukumura et al.;Y.Yamada et al.;H.Toyosaki et al.;Y.Yamada et al.;K.Takahashi;T.Kaneko;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;R.Hatakeyama;高橋和貴;高橋和貴;高橋和貴;高橋和貴;高橋和貴;金子俊郎;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi
• 通讯作者: K.Takahashi