A degradation of heating efficiency was observed during high harmonic fast wave (HHFW) heating of spherical tokamak plasmas when parametric decay instability (PDI) occurred. Suppression of PDI is necessary to make HHFW a reliable heating and current drive tool in high β plasmas. In order to understand PDI, measurements were made using a radially movable electrostatic probe (ion saturation current and floating potential), arrays of RF magnetic probes distributed both toroidally and poloidally, microwave reflectometry and fast optical diagnostics in TST-2. The frequency spectrum usually exhibits ion-cyclotron harmonic sidebands f0 ± nfci and low-frequency ion-cyclotron quasi-modes (ICQMs) nfci. PDI becomes stronger at lower densities, and much weaker when the plasma is far away from the antenna. The lower sideband power was found to increase quadratically with the local pump wave power. The lower sideband power relative to the local pump wave power was larger for reflectometer compared with either electrostatic or magnetic probes. The radial decay of the pump wave amplitude in the SOL was much faster for the ion saturation current than for the floating potential. These results are consistent with the HHFW pump wave decaying into the HHFW or ion Bernstein wave (IBW) sideband and the low-frequency (ICQM). Two additional peaks were discovered between the fundamental lower sideband and the pump wave in hydrogen plasmas. The frequency differences of these peaks from the pump wave increase with the magnetic field. These decay modes may involve molecular ions or partially ionized impurity ions.
高調波高速波（HHFW）加熱中にパラメトリック崩壊不安定性（PDI）が発生すると、球状トカマクにおける加熱効率の低下が観測された。高βプラズマにおいてHHFWを信頼性の高い加熱・電流駆動手段とするためには、PDIの抑制が必要である。PDIを理解するために、TST-2において、径方向に可動な静電プローブ（イオン飽和電流および浮遊電位）、トロイダル方向およびポロイダル方向に配置されたRF磁気プローブアレイ、マイクロ波反射計、高速光学診断を用いた測定が行われた。周波数スペクトルは通常、イオンサイクロトロン高調波側帯波f0±nfciと低周波イオンサイクロトロン準モード（ICQM）nfciを示す。PDIは低密度でより強くなり、プラズマがアンテナから遠ざかると大幅に弱まる。下側帯波パワーは、局所的なポンプ波パワーに対して二次関数的に増加することが見出された。下側帯波パワーの局所ポンプ波パワーに対する比は、静電プローブや磁気プローブと比較して、反射計においてより大きかった。SOLにおけるポンプ波振幅の径方向減衰は、浮遊電位よりもイオン飽和電流においてはるかに速かった。これらの結果は、HHFWポンプ波がHHFWまたはイオンバーンスタイン波（IBW）側帯波と低周波ICQMに崩壊するという描像と一致する。水素プラズマにおいて、基本下側帯波とポンプ波の間に2つの追加のピークが発見された。これらのピークのポンプ波からの周波数差は、磁場の増加とともに増大する。これらの崩壊モードは、分子イオンまたは部分電離不純物イオンに関与する可能性がある。