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レーザー誘起蛍光法を用いた境界層プラズマの原子分子密度分布の計測法の開発

开发利用激光诱导荧光法测量边界层等离子体中原子和分子密度分布的方法

基本信息

批准号：
17740362
负责人：
岡本敦
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 Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、原子・分子密度を計測可能なレーザー誘起蛍光計測システムを開発すること、および、境界層模擬プラズマのイオン・原子・分子密度分布を計測することを目的としている。本年度は計測法の開発と密度分布の計測のために、以下の要素について研究を行った。1.ホローカソード放電管を用いたレーザー吸収分光による波長モニタシステムを構築した。アルゴン準安定原子およびヘリウム準安定原子の遷移波長近傍における吸収分光スペクトルの取得に成功し、レーザー波長のモニタが可能になった。2.実験で求められたホローカソード放電管内部の電子密度分布から導出されるヘリウム準安定原子密度と、レーザー吸収分光法で計測した準安定原子線密度の比較を行った。準安定原子の生成に加えて拡散による損失を評価することで実験結果を説明できる見通しを得た。3.原子密度分布を得る予備実験として、レーザートムソン散乱計測および原子線スペクトル受動分光計測へ衝突輻射モデルを適用することで、境界層プラズマにおける主要な再結合過程の同定を行った。電子密度、電子温度が比較的低い領域では水素分子の振動励起状態を介する再結合が重要な過程となることを実験的に明らかにした。4.二光子吸収励起過程を用いたレーザー誘起蛍光法により、ヘリウム原子の蛍光を観測した。得られた蛍光強度から、1価ヘリウムイオンに本手法を適用するために必要な色素レーザー強度の見積り、および、計測系の問題点の検討を行った。5.二光子吸収励起過程を用いたレーザー誘起蛍光法を1価ヘリウムイオンに適用するため、励起に必要な色素レーザーの調整を行った。また、蛍光波長に適した干渉フィルターと受光光学系の設計を行った。

This study aims to measure atomic and molecular density distribution by means of optical measurement. This year, we conducted research on the measurement of the development density distribution of the measurement method and the following factors. 1. The wavelength of light absorption spectrum is constructed in the middle of the tube. The absorption spectrum of quasi-stable atoms near the migration wavelength of quasi-stable atoms is successfully obtained, and the wavelength of quasi-stable atoms is possibly affected. 2. To calculate the electron density distribution inside the tube, to derive the quasi-stable atomic density, to measure the quasi-stable atomic linear density by absorption spectroscopy, and to compare the electron density distribution with the quasi-stable atomic density. The loss of quasi-stable atoms is evaluated and the results are explained. 3. Atomic density distributions are prepared for scattering measurements and atomic ray dynamic spectrometers for collision and radiation measurements. The electron density and electron temperature are relatively low, and the vibrational excitation state of water molecules is important for recombination. 4. Two-photon absorption process is measured by the method of induced luminescence. From the obtained fluorescent light intensity, we will conduct a discussion on the accumulation of the necessary pigment fluorescent light intensity and the problem points of the measurement system if this method is applicable on a 1-inch screen. 5. The two-photon excitation process is used to induce fluorescence. The design of the light-receiving optical system is carried out according to the wavelength of light.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Laser Thomson scattering system applicable to low-temperature plasma in the divertor simulator MAP-II

偏滤器模拟器MAP-II中适用于低温等离子体的激光汤姆逊散射系统

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Review of Scientific Instruments Vol.76 No.11
影响因子：
0
作者：
Jan Bergstrom;Yutaro Suzuki;鈴木雄太郎・三村晃一;岩槻邦男;鈴木雄太郎(分担執筆);A.Okamoto;A.Okamoto;A.Okamoto
通讯作者：
A.Okamoto

Tripolar Vortex in a Plasma

等离子体中的三极涡旋

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
IEEE Transactions on Plasma Science Vol.33 No.2
影响因子：
0
作者：
Jan Bergstrom;Yutaro Suzuki;鈴木雄太郎・三村晃一;岩槻邦男;鈴木雄太郎(分担執筆);A.Okamoto;A.Okamoto;A.Okamoto;A.Okamoto
通讯作者：
A.Okamoto

Contribution of hydrogen molecular assisted recombination processes to population of hydrogen atom in divertor simulator MAP-II

氢分子辅助复合过程对偏滤器模拟器 MAP-II 中氢原子种群的贡献