Particle-containing (complex or dusty) plasmas offer and require the development of sophisticated diagnostic techniques to measure their properties such as particle motion, particle density, particle size and demixing properties. Here, an overview of selected optical diagnostic techniques for dusty plasmas and some recent applications are given. As examples, angle-resolved optical tomography reveals the spatially resolved particle density in dense dust systems as well as the size distribution of particles trapped in the plasma. Phase separation of binary mixtures of dust particles can be studied by exploiting the fluorescence of dyed particles. There, the dynamics of the demixing process can be measured in terms of an effective diffusion coefficient. Finally, three-dimensional trajectories of particles are determined from stereoscopy allowing to study the motion of hundreds of particles in a restricted volume.
粒子を含む(複雑な)プラズマは、粒子の運動、粒子密度、粒子サイズ、および分離特性などの特性を測定するための高度な診断技術を提供し、またそれを必要とする。ここでは、ダストプラズマに対する選択された光学診断技術の概要と、最近の応用例を示す。例として、角度分解光トモグラフィーは、高密度ダスト系における粒子密度の空間分布とともに、プラズマ中に捕捉された粒子のサイズ分布を明らかにする。二成分ダスト粒子混合物の分離は、染色粒子の蛍光を利用することによって研究することができる。そこでは、分離過程の動力学を、有効拡散係数として測定することができる。最後に、粒子の三次元軌跡がステレオスコピーから決定され、限定された体積内での多数の粒子の運動を研究することが可能になる。