We present experimental measurements of a pulsed plasma gun, using two-colour imaging laser interferometry and spatially resolved Thomson scattering. Interferometry measurements give an electron density cm−3 at the centre of the plasma plume, at 5 mm from the plasma gun nozzle. The Thomson scattered light is collected from two probing angles allowed us to simultaneously measure the collective and non-collective spectrum of the electron feature from the same spatial locations. The inferred electron densities from the location of the electron plasma waves is in agreement with interferometry. The electron temperatures inferred from the two spectra are not consistent, with Te ≈ 10 eV for non-collective scattering and Te ≈ 30 eV for collective scattering. We discuss various broadening mechanisms such as finite aperture effects, density gradients within the collective volume and collisional broadening to account for some of this discrepancy. We also note the significant red/blue asymmetry of the electron plasma waves in the collective scattering spectra, which could relate to kinetic effects distorting the distribution function of the electrons.
我々は、パルスプラズマガンの実験的測定結果を、二色イメージング干渉計測法と空間分解トムソン散乱法を用いて提示する。干渉計測により、プラズマプルームの中心部、プラズマガンノズルから5 mmの位置において、電子密度は cm⁻³ と測定された。トムソン散乱光は2つの散乱角から収集され、これにより同一の空間位置における電子特性の集団散乱スペクトルと非集団散乱スペクトルを同時に測定することが可能となった。電子プラズマ波の位置から推定された電子密度は、干渉計測の結果と一致している。しかし、2つのスペクトルから推定された電子温度は一致せず、非集団散乱では Te ≈ 10 eV、集団散乱では Te ≈ 30 eV となった。我々は、この不一致の一部を説明するために、有限開口効果、集団散乱体積内の密度勾配、および衝突による広がりなどの様々な広がり機構について議論する。また、集団散乱スペクトルにおける電子プラズマ波の顕著な赤/青非対称性にも注目する。これは、電子の分布関数を歪める運動論的効果に関連する可能性がある。