A full-scale 120 m path length ITER toroidal interferometer and polarimeter (TIP) prototype, including an active feedback alignment system, has been constructed and undergone initial testing at General Atomics. In the TIP prototype, two-color interferometry is carried out at 10.59 μm and 5.22 μm using a CO2 and quantum cascade laser (QCL) respectively while a separate polarimetry measurement of the plasma induced Faraday effect is made at 10.59 μm. The polarimeter system uses co-linear right and left-hand circularly polarized beams upshifted by 40 and 44 MHz acousto-optic cells respectively, to generate the necessary beat signal for heterodyne phase detection, while interferometry measurements are carried out at both 40 MHz and 44 MHz for the CO2 laser and 40 MHz for the QCL. The high-resolution phase information is obtained using an all-digital FPGA based phase demodulation scheme and precision clock source. The TIP prototype is equipped with a piezo tip/tilt stage active feedback alignment system responsible for minimizing noise in the measurement and keeping the TIP diagnostic aligned indefinitely on its 120 m beam path including as the ITER vessel is brought from ambient to operating temperatures. The prototype beam path incorporates translation stages to simulate ITER motion through a bake cycle as well as other sources of motion or misalignment. Even in the presence of significant motion, the TIP prototype is able to meet ITER's density measurement requirements over 1000 s shot durations with demonstrated phase resolution of 0.06° and 1.5° for the polarimeter and vibration compensated interferometer respectively. TIP vibration compensated interferometer measurements of a plasma have also been made in a pulsed radio frequency device and show a line-integrated density resolution of m−2.
全長120 mの経路長を有するITERトロイダル干渉計・偏光計（TIP）プロトタイプは、能動フィードバック整列システムを含み、ジェネラル・アトミックス社にて建設され、初期試験が実施された。TIPプロトタイプでは、2色干渉計測が10.59 μmおよび5.22 μmの波長で、それぞれCO2レーザーおよび量子カスケードレーザー（QCL）を用いて実施され、一方、プラズマによるファラデー効果の偏光計測は10.59 μmで別途実施される。偏光計システムは、同軸の右回りおよび左回り円偏光ビームを、それぞれ40 MHzおよび44 MHzの音響光学セルにより周波数シフトさせ、ヘテロダイン位相検出に必要なビート信号を生成する一方、干渉計測はCO2レーザーでは40 MHzおよび44 MHzの両方で、QCLでは40 MHzで実施される。高分解能位相情報は、全デジタルFPGAベースの位相復調方式と高精度クロック源を用いて取得される。TIPプロトタイプには、圧電素子駆動のチップ・チルトステージによる能動フィードバック整列システムが装備されており、測定ノイズを最小化し、ITER真空容器が常温から運転温度まで昇温される過程を含む120 mのビーム経路にわたり、TIP診断装置の整列を無期限に維持する。プロトタイプのビーム経路には、ベーキングサイクル中のITERの動きやその他の動き・不整列の要因を模擬するための並進ステージが組み込まれている。顕著な動きが存在する場合でも、TIPプロトタイプは、偏光計および振動補償干渉計においてそれぞれ0.06°および1.5°の実証された位相分解能により、1000秒の放電時間にわたるITERの密度測定要件を満たすことができる。さらに、パルス高周波装置におけるプラズマを用いたTIP振動補償干渉計測定も実施され、線積分密度分解能が m−2であることが示された。