Heating mechanisms in a low pressure magnetized argon radio-frequency neutral loop discharge (NLD) are investigated. Results obtained in the NLD are compared with results obtained in an azimuthally isotropic m = 0 helicon discharge operated in the same setup. B-dot probe measurements are carried out showing that helicon waves are excited in the NLD. Phase resolved optical emission spectroscopic measurements demonstrate that electrons oscillate effectively not in the neutral loop (NL) but in a toroidal cusp located above the NL. In a simple transformer model we consider a diamagnetic current induced from the antenna windings into this cusp. The resulting calculated fields reproduce qualitatively well the measured helicon-NLD field. Furthermore, standing wave and beat patterns emerge in the axial direction. Depending on the dc magnetic field strength and plasma density different damping of the axial wave takes place. At strong damping, measured and calculated wave phase velocities approach the electron thermal velocity. Observed optical emission patterns corroborate the hypothesis of electron Landau damping being the main heating mechanism in both discharges.
低圧磁化アルゴン高周波中性ループ放電（NLD）における加熱機構を調査した。NLDで得られた結果を、同一の装置で運転された方位角方向に等方的なm = 0ヘリコン放電で得られた結果と比較した。B-dotプローブ測定を実施し、NLDにおいてヘリコン波が励起されることを示した。位相分解発光分光測定により、電子が中性ループ（NL）内ではなく、NLの上方に位置するトロイダルカスプ内で効果的に振動することが実証された。単純な変圧器モデルにおいて、アンテナ巻線からこのカスプ内に誘起される反磁性電流を考察する。得られた計算電界は、測定されたヘリコンNLD電界を定性的に良好に再現する。さらに、軸方向には定在波とうなりパターンが出現する。直流磁場強度とプラズマ密度に応じて、軸方向波の減衰は異なる。強い減衰時には、測定および計算された波の位相速度は電子熱速度に近づく。観測された発光パターンは、電子ランダウ減衰が両放電における主要な加熱機構であるという仮説を裏付けるものである。