A finite-difference time-domain code is used to obtain the full-wave solution of the O–X mode conversion process for typical parameters of the TJ-II stellarator in a cylindrical geometry. This reduction of the complicated stellarator geometry to a cylindrical geometry is chosen since the conversion process occurs only over a limited radial plasma volume. In the calculations, Gaussian antenna beams are studied with the option of different beam waists in the poloidal and toroidal direction. Optimum conversion efficiency is found if the wavefront of the incident antenna beam is matched to the local curvature of the O–X conversion layer. Finally, the code is used to calculate the complete O–X–B conversion process into a Bernstein wave.
有限差分時間領域コードを用いて、TJ-IIステラレータの典型的なパラメータに対するO–Xモード変換の全波解を円筒幾何学で求めた。複雑なステラレータ幾何学を円筒幾何学に簡略化したのは、変換過程が限られた半径方向のプラズマ体積内でのみ生じるためである。計算では、ガウスアンテナビームを、ポロイダル方向およびトロイダル方向の異なるビームウエストのオプションを用いて検討した。入射アンテナビームの波面がO–X変換層の局所曲率に一致する場合に、最適な変換効率が得られることが見出された。最後に、このコードを用いて、バーンスタイン波への完全なO–X–B変換過程を計算した。