A procedure is presented to map from the spatial correlation parameters of a turbulent density field (the radial and binormal correlation lengths and wavenumbers, and the fluctuation amplitude) to correlation parameters that would be measured by a beam emission spectroscopy (BES) diagnostic. The inverse mapping is also derived, which results in resolution criteria for recovering correct correlation parameters, depending on the spatial response of the instrument quantified in terms of point-spread functions (PSFs). Thus, a procedure is presented that allows for a systematic comparison between theoretical predictions and experimental observations. This procedure is illustrated using the Mega-Ampere Spherical Tokamak BES system and the validity of the underlying assumptions is tested on fluctuating density fields generated by direct numerical simulations using the gyrokinetic code GS2. The measurement of the correlation time, by means of the cross-correlation time-delay method, is also investigated and is shown to be sensitive to the fluctuating radial component of velocity, as well as to small variations in the spatial properties of the PSFs.
乱流密度場の空間相関パラメータ(動径方向および双正規方向の相関長と波数、ならびに変動振幅)を、ビーム発光分光(BES)診断によって測定される相関パラメータに写像する手順を提示する。また、逆写像も導出し、これにより、点拡がり関数(PSF)の観点で定量化された計測器の空間応答に依存して、正確な相関パラメータを回復するための分解能基準が得られる。このようにして、理論的予測と実験的観測との系統的な比較を可能にする手順が提示される。本手法は、メガアンペア球状トカマクのBESシステムを用いて実証され、その基礎となる仮定の妥当性は、ジャイロ運動論コードGS2による直接数値シミュレーションで生成された変動密度場に対して検証される。さらに、相互相関時間遅延法による相関時間の測定についても調査し、この測定が変動の動径方向速度成分およびPSFの空間特性のわずかな変化に対して敏感であることを示す。