In this paper, measurements of small scale electron density fluctuations in low confinement (L)-mode and high confinement (H)-mode plasmas obtained by collective scattering of infrared light are presented. A single discharge in the Wendelstein 7-AS (W7-AS) stellarator (Renner H et al 1989 Plasma Phys. Control. Fusion31 1579) was studied. The plasma developed from steady-state L-mode to a dithering mode and finally became an edge localized mode (ELM)-free H-mode. These three phases are separately characterized. Autopower spectra of density fluctuations measured in the dithering and ELM-free H-modes are limited to lower frequencies than those in the dithering and steady-state L-modes. Correlations between the density fluctuations, an Hα-signal and magnetic fluctuations as measured by Mirnov coils were analysed. The correlation calculations made for time windows of tens of milliseconds with time lag steps of 100 μs show that all the fluctuating quantities are highly correlated during the L-mode and dithering states, but that no correlation exists in the ELM-free H-mode. Evaluating correlations on a 20 μs timescale between magnetic and density fluctuations leads to the result that the minimum correlation timescale in steady-state and dithering L-modes is of order 100 μs, while no correlation exists for ELM-free and dithering H-modes. Finally, the time derivative of the phase of the measured complex density fluctuation signal allows us to study the structure of turbulent bursts in L- and H-mode.
本論文では、赤外光の集団散乱によって得られた低閉じ込め(L)モードおよび高閉じ込め(H)モードプラズマにおける小規模電子密度揺動の測定結果を提示する。Wendelstein 7-AS (W7-AS)ステラレーター (Renner H et al 1989 Plasma Phys. Control. Fusion31 1579) における単一の放電が研究された。プラズマは定常Lモードからディザリングモードへ発展し、最終的にエッジ局在モード(ELM)のないHモードになった。これら3つの位相は別々に特徴付けられる。ディザリングおよびELMのないHモードで測定された密度揺動のオートパワースペクトルは、ディザリングおよび定常Lモードのものよりも低い周波数に制限される。密度揺動、Hα信号、およびMirnovコイルによって測定された磁気揺動の間の相関が解析された。時間窓数十ミリ秒、時間遅れステップ100 μsで行われた相関計算は、Lモードおよびディザリング状態ではすべての揺動量が高度に相関しているが、ELMのないHモードでは相関が存在しないことを示す。20 μsの時間スケールで磁気揺動と密度揺動の間の相関を評価すると、定常およびディザリングLモードにおける最小相関時間スケールは100 μsのオーダーであるが、ELMのないおよびディザリングHモードでは相関が存在しないという結果が得られる。最後に、測定された複素密度揺動信号の位相の時間微分により、LモードおよびHモードにおける乱流バーストの構造を研究することができる。