Helicon plasma sources using radio frequency (rf) waves are very useful, as they can produce high-density (∼1013 cm−3) plasma easily with a broad range of external operating parameters. Various kinds of featured helicon sources in a wide range of geometrical scales have been developed and characterized to control plasmas as required. Furthermore, particle production efficiency has demonstrated excellent performance over a very wide range of plasma sizes. High-beta (∼1) plasmas can also be easily achieved, showing the importance of the neutrals effect. As one of the many applications in areas ranging from fundamental to application fields, a space propulsion system with an advanced concept of an electrodeless condition (no direct contact between the plasma and electrodes/antennas) has been developed, owing to the expectation of a longer life operation. Among many proposals, two trials of electrodeless, additional acceleration methods are introduced, emphasizing the importance of some diagnostics. Here, we will review and describe the present status of our high-density rf plasma production with additional acceleration in an advanced propulsion field.
ヘリコン波プラズマ源は、高周波（rf）波を用いることで、広範な外部動作パラメータの条件下で容易に高密度（∼10¹³ cm⁻³）のプラズマを生成できるため、非常に有用である。多様な幾何学的スケールを持つ様々なタイプの特徴的なヘリコン波プラズマ源が、要求に応じたプラズマ制御を目的として開発され、特性評価が行われてきた。さらに、粒子生成効率は、極めて広範なプラズマサイズにわたって優れた性能を示している。高ベータ値（∼1）のプラズマも容易に実現可能であり、中性粒子効果の重要性が示されている。基礎から応用に至る多岐にわたる応用分野の中でも、無電極条件（プラズマと電極・アンテナ間の直接接触がない状態）という先進的なコンセプトに基づく宇宙推進システムが、より長寿命の動作への期待から開発されてきた。数多くの提案の中から、無電極方式の追加加速手法に関する2つの試みを紹介し、いくつかの診断手法の重要性を強調する。本稿では、先進的な推進分野における追加加速を伴う高密度ヘリコン波プラズマ生成の現状について、概説し報告する。