The formation of eigenmodes with the m = 1 fast Alfvén waves in the ion-cyclotron range of frequency are investigated in the axisymmetric central cell of the GAMMA 10 tandem mirror. When the fast waves with frequencies near the fundamental ion-cyclotron frequency have been used for the plasma production, the saturation in the density has been observed. The spatial structure of the excited wave field is calculated in the central cell using a two-dimensional full wave code. The results of numerical analysis indicate that the increase in plasma density depends strongly on the eigenmode formations associated with the boundary conditions. The results of numerical analysis are compared with the results of measurements of the waves with magnetic probes. A very good degree of agreement is found between the theoretical results and the experimental results. It is suggested that the simultaneous excitation of several radial eigenmodes with high-harmonic fast waves is effective for higher density plasma production.
GAMMA 10 タンデムミラーの軸対称中心セルにおいて、イオンサイクロトロン周波数帯のm = 1高速アルフヴェン波の固有モードの形成が調べられる。基本イオンサイクロトロン周波数に近い周波数の高速波がプラズマ生成に使用されたとき、密度の飽和が観測された。励起された波動場の空間構造は、二次元フル波動コードを用いて中心セル内で計算される。数値解析の結果は、プラズマ密度の増加が境界条件に関連する固有モード形成に強く依存することを示している。数値解析の結果は、磁気プローブによる波動測定の結果と比較される。理論結果と実験結果の間には非常に良い一致が見られる。高調波高速波による複数の半径方向固有モードの同時励起が、より高密度のプラズマ生成に有効であることが示唆される。