Magnetic field measurement is the basic diagnosis to obtain the physical engineering parameters of magnetic confinement fusion device and the macro information of plasma discharge. The real-time diagnosis of magnetic field distribution near the plasma-facing components (PFCs) surface provides the important information on the migration and transport model of key elements. In this work, a remote, in-situ approach for the magnetic field measurement near the surface of PFCs by the polarization-resolved laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) based on Zeeman effect is proposed and implemented. The Zeeman characteristics of the emission spectra of laser-induced W, Mo and C plasmas were verified in the laboratory by using different magnetic field configurations. According to the polarization characteristics of the Zeeman sublines of the LIBS spectrum, the intensity and direction of the external local magnetic field were successively identified by using a linear polarizer. Subsequently, a linear array fiber was utilized to determine the polarity of the external magnetic field. And finally, the magnetic field intensity near the lower edge surface of the tungsten baffle of the Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) upper divertor was measured when the field coils were demagnetized. This method can supplement the experimental data near the PFCs for the magnetic field configuration of the magnetic confinement fusion device and provide a reference for the wall element analysis model diagnosed by LIBS.
磁場測定は、磁場閉じ込め核融合装置の物理工学的パラメータおよびプラズマ放電の巨視的情報を取得するための基本診断である。プラズマ対向機器（PFCs）表面近傍の磁場分布のリアルタイム診断は、主要元素の移行・輸送モデルに関する重要な情報を提供する。本研究では、ゼーマン効果に基づく偏光分解レーザー誘起ブレークダウン分光法（LIBS）によるPFCs表面近傍の磁場測定のための、遠隔かつその場（in-situ）的なアプローチを提案し、実施した。レーザー誘起W、Mo、Cプラズマの発光スペクトルのゼーマン特性は、異なる磁場配置を用いて実験室で検証された。LIBSスペクトルのゼーマン副線の偏光特性に基づき、直線偏光子を用いて外部局所磁場の強度と方向が順次同定された。その後、外部磁場の極性を決定するためにリニアアレイ光ファイバが用いられた。そして最後に、実験先進超伝導トカマク（EAST）上部ダイバータのタングステンバッフルの下端表面近傍の磁場強度が、磁場コイルを消磁した状態で測定された。この手法は、磁場閉じ込め核融合装置の磁場配置についてPFCs近傍の実験データを補完し、LIBSで診断される壁元素解析モデルに参考を提供することができる。