Plasma flows play a fundamental role in many aspects of the power and particle exhaust of fusion devices, such as impurity transport, helium exhaust, detachment processes, and divertor in-out asymmetries. Coherence imaging spectroscopy (CIS) is a camera-based interferometer technique that can obtain 2D images of line-of-sight particle flows from the Doppler shift in their line emission. In this paper, we describe three improvements to the traditional spatial heterodyne CIS setup, aiming to enhance both the velocity precision and spatial resolution. The analyzing linear polarizer was replaced with a polarization-sensitive sensor, providing a higher spatial resolution and eliminating Fourier demodulation ambiguities. A field-widened delay reduced the gradient in the delay across the image to improve signal demodulation. Finally, Yittrium Orthovanadate (YVO4) instead of alpha Barium Borate (α-BBO) birefringent crystals were used, reducing the temperature sensitivity of the system. Excellent agreement was found between multi-chord high-resolution spectroscopy and CIS from observations of the linear plasma in Upgraded Pilot-PSI, with CIS showing a higher velocity precision () and spatial resolution (, resolution). Demonstration cases of CIS include the near-surface plasma flows in the linear plasma generator Magnum-PSI, and the divertor plasma flows in the TCV tokamak. The H and Ar+ flows in Magnum-PSI illustrate collisional coupling between the main plasma ion species and the impurities within the pre-sheath. TCV observations indicate strong gradients in the velocity profile across the last-closed flux surface.
プラズマ流は、不純物輸送、ヘリウム排気、デタッチメント過程、ダイバータ内外非対称性など、核融合装置のパワーおよび粒子排気の多くの側面において基本的な役割を果たす。コヒーレンスイメージング分光法（CIS）は、カメラベースの干渉計技術であり、視線方向の粒子流の2次元画像を、その線放射におけるドップラーシフトから取得する。本稿では、速度精度と空間分解能の両方を向上させることを目的として、従来の空間ヘテロダインCIS構成に施した3つの改良について述べる。検光用直線偏光子を偏光感応センサーに置き換え、より高い空間分解能を提供し、フーリエ復調の曖昧さを排除した。視野拡大遅延器により、画像全体にわたる遅延の勾配を低減し、信号復調を改善した。最後に、α-ホウ酸バリウム（α-BBO）複屈折結晶の代わりにイットリウムオルトバナデート（YVO4）を使用し、システムの温度感度を低減した。Upgraded Pilot-PSIにおける線形プラズマの観測から、マルチコード高分解能分光とCISの間に優れた一致が見られ、CISはより高い速度精度（）と空間分解能（, 分解能）を示した。CISの実証例には、線形プラズマ発生装置Magnum-PSIにおける表面近傍のプラズマ流、およびTCVトカマクにおけるダイバータプラズマ流が含まれる。Magnum-PSIにおけるHおよびAr+フローは、前シース内の主プラズマイオン種と不純物との間の衝突結合を示している。TCVの観測は、最後の閉磁気面を横切る速度分布の強い勾配を示している。