AbstractA simple diagnostic arrangement is suggested for measuring density and temperature fluctuations. The diagnostic uses a cross-correlation technique to extract local frequency spectra, spatial distribution or (in the case of low mode numbers) the mode structure from the chord-average fluctuating intensities of the visible light in the H-1 heliac. For low temperature H-1 plasmas (Te ≈ 20 eV, ne ≈ 2 × 1012 cm−3), the spectral line emission from neutral atoms is used For strong turbulence, where the coherence length of the fluctuations is much shorter than the plasma radius, the amplitude of the cross-correlation between two crossed-sightline fluctuating intensities is proportional to the fluctuation amplitude in the intersection volume. The optical arrangement on the H-1 heliac uses two orthogonal views with mirrors that allow the intersection volume to be scanned over the full plasma poloidal cross-section. Under certain discharge conditions, the plasma is dominated by strong, low frequency oscillations with frequencies in the range 15–20 kHz. Although such discharges are not very suitable for implementing the main idea of the diagnostic (because, in this case, the fluctuation correlation length is of the order of the plasma diameter), the measurements allow the poloidal mode number and spatial localization of the fluctuations to be determined after comparison with numerical modelling results; these show good agreement with the Langmuir probe results.
密度および温度揺らぎを測定するための簡単な診断法が提案されている。この診断法は、相互相関手法を用いて、H-1ヘリアックにおける可視光の弦平均揺らぎ強度から、局所周波数スペクトル、空間分布、あるいは（低モード数の場合には）モード構造を抽出するものである。低温H-1プラズマ（Te ≈ 20 eV、ne ≈ 2 × 10¹² cm⁻³）では、中性原子からのスペクトル線放射が用いられる。揺らぎのコヒーレンス長がプラズマ半径よりもはるかに短い強い乱流の場合、2つの交差する視線上の揺らぎ強度の相互相関の振幅は、交差領域における揺らぎの振幅に比例する。H-1ヘリアックにおける光学配置では、2つの直交する視線とミラーを用いて、交差領域をプラズマのポロイダル断面全体にわたって走査することができる。特定の放電条件下では、プラズマは15～20 kHzの範囲の周波数を持つ強い低周波振動によって支配される。このような放電は、揺らぎの相関長がプラズマ直径のオーダーであるため、本診断法の主たるアイデアを実装するのにはあまり適していないが、測定により、数値モデリング結果との比較を通じて、揺らぎのポロイダルモード数と空間的局在を決定することができる。これらの結果は、ラングミュアプローブの結果と良好な一致を示す。