A method for the absolute measurement of population densities of selected atomic helium levels, which has been applied on the tokamak TEXTOR at the Forschungszentrum Jülich in Germany, is presented. The method is based on the resonant excitation of selected levels by a high-power, narrow-band, pulsed laser beam saturating the optical pumping process. Observation of the fluorescence response is performed at the laser wavelength and elsewhere in the spectrum: this gives information on collisional population transfer between some excited levels. Data analysis, as required for the derivation of absolute population densities, includes due consideration of the Zeeman splitting of spectral lines in a strong magnetic field. The first results of the measured population densities are compared with those provided by simulation based on the collisional–radiative model for atomic helium in the edge of fusion plasmas. This code has been extended to include the laser interaction with atomic helium, in order to simulate the measured time traces of radiation from the laser-perturbed levels. A combination of this simulation procedure with laser-induced fluorescence measurements is suggested as a possible method for determining the electron density in the edge plasma.
トカマクTEXTOR（ドイツ、ユーリッヒ研究センター）において適用された、選択された原子状ヘリウム準位の粒子密度の絶対測定法を提示する。本手法は、高出力・狭帯域のパルスレーザーによる光ポンピング過程の飽和を利用した、選択された準位の共鳴励起に基づく。蛍光応答の観測は、レーザー波長およびスペクトルの他の波長領域の両方で行われる。これにより、励起された準位間の衝突による粒子移動に関する情報が得られる。絶対粒子密度の導出に必要なデータ解析には、強磁場中でのスペクトル線のゼーマン分裂を考慮する必要がある。測定された粒子密度の最初の結果は、核融合プラズマ周辺部における原子状ヘリウムの衝突・放射モデルに基づくシミュレーション結果と比較される。このシミュレーションコードは、レーザーにより摂動を受けた準位からの放射の時間変化を再現するために、レーザーと原子状ヘリウムの相互作用を含むように拡張された。このシミュレーション手法とレーザー誘起蛍光測定の組み合わせは、周辺プラズマの電子密度を決定するための可能な方法として提案される。