A comprehensive understanding of the impact of the Cotton–Mouton effect on Faraday polarimetry measurements using counter-rotating circular polarization (CP) probe beams has been developed. By using the Jones theory, an analytic study shows that the Cotton–Mouton effect cancels to first order with coupling into the Faraday measurement only at higher orders. A Jones-based numerical study shows the coupling effect strongly depends on the Cotton–Mouton effect, Faraday effect, and wavelength chosen for the measurement. For realistic DIII-D plasma conditions and far-infrared wavelength, numerical calculation suggests the measurement is dominated by the Faraday effect while the coupling effect leads to a small but finite correction. By statistical comparison between the experimental measurement and the Jones-based numerical calculation under various plasma parameters, the impact of the Cotton–Mouton effect has been verified. Proper treatment of the coupling effect is essential in the data analysis under certain conditions for polarimetric measurement using CP in present devices and beyond.
逆回転円偏光(CP)プローブビームを用いたファラデー偏光測定に対するコットン・ムートン効果の影響の包括的な理解が構築された。ジョーンズ理論を用いることにより、解析的研究は、コットン・ムートン効果がファラデー測定への結合において一次のオーダーで相殺され、高次のオーダーでのみ現れることを示した。ジョーンズ理論に基づく数値的研究は、その結合効果がコットン・ムートン効果、ファラデー効果、および測定に選択された波長に強く依存することを示した。現実的なDIII-Dプラズマ条件および遠赤外波長に対して、数値計算は、測定がファラデー効果によって支配される一方、結合効果は小さくとも有限の補正をもたらすことを示唆した。様々なプラズマパラメータの下での実験測定とジョーンズ理論に基づく数値計算との統計的比較により、コットン・ムートン効果の影響が検証された。現在の装置および将来の装置におけるCPを用いた偏光測定において、特定の条件下でのデータ解析には結合効果の適切な処理が不可欠である。