For the first time, 2D ion temperature values are derived from coherence imaging spectroscopy (CIS) fringe contrast measurements by taking Zeeman line broadening effects into account during the analysis procedure of a spatial-heterodyne CIS instrument. This allowed 2D images of C2+ ion temperatures (Ti) across the 3D-shaped island divertor of the Wendelstein 7-X stellarator. Ion temperatures ranging from 10 to 20 eV are observed for the C2+ impurity species in the region above the divertor targets. During the transition from the attached to the detached plasma state, the C2+ radiation zone moves from close to the divertor target towards the last closed flux surface. Within this radiation zone, C2+ temperature does not decrease significantly. Experimentally, the coherence imaging measurements were cross-calibrated at one poloidal cross-section using a high resolution Echelle spectrometer, that shared its sightlines with the coherence imaging diagnostic. The spectra demonstrated that, apart from Doppler broadening, the Zeeman effect significantly contributes to the spectral line broadening and cannot be neglected when analyzing the CIS contrast data for Ti extraction in the edge and scrape-off-layer of Wendelstein 7-X (W7-X), due to the relatively low temperatures (Ti < 100 eV) and high magnetic fields (B ≈ 2.5 T).
初めて、2次元イオン温度値が、空間ヘテロダインCIS装置の解析手順においてゼーマン線広がり効果を考慮することにより、コヒーレンスイメージング分光法(CIS)のフリンジコントラスト測定から導出された。これにより、Wendelstein 7-Xステラレータの3次元形状のアイランドダイバータ全体にわたるC2+イオン温度(Ti)の2次元画像が得られた。ダイバータターゲット上方の領域において、C2+不純物種について10〜20 eVの範囲のイオン温度が観測された。付着状態から非付着(デタッチ)プラズマ状態への遷移の間、C2+放射領域はダイバータターゲット近傍から最終閉鎖磁気面に向かって移動する。この放射領域内では、C2+温度は有意に減少しない。実験的には、コヒーレンスイメージング測定は、コヒーレンスイメージング診断と視線を共有する高分解能エシェル分光器を用いて、1つのポロイダル断面で相互較正された。スペクトルは、ドップラー広がりに加えて、ゼーマン効果がスペクトル線広がりに有意に寄与し、Wendelstein 7-X(W7-X)の周辺部およびスクレイプオフ層におけるTi抽出のためのCISコントラストデータの解析において、比較的低い温度(Ti < 100 eV)と高い磁場(B ≈ 2.5 T)のため、これを無視できないことを実証した。