FusionPapers
図版検索トレンドwiki日本の研究
© 2026 FUSIONPAPERS
About法務情報
トップに戻る

Development of a wide bandwidth heterodyne dispersion interferometer for electron density measurement of atmospheric pressure plasmas

T Akiyama, T Hisakado, D Vollmer, A Palmer, P Schroeder, M C Chen, N Shirai, K Urabe2025年11月Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

One of the challenges of electron density measurements of an atmospheric pressure plasma (APP) with a laser interferometer is the significant and unwanted phase shift caused by changes in the neutral gas density. These unwanted phase shifts can be mitigated and plasma density measured using an interferometer architecture called a dispersion interferometer (DI). A DI is composed of two nonlinear orientation patterned GaAs crystals for frequency doubling and measures the phase shift induced by a plasma in the interference signal between two second-harmonic beams. Measurement of plasma dynamics or a short plasma pulse in less than a millisecond is enabled with heterodyne detection in a DI using an acousto-optic cell with a frequency of 40 MHz. This heterodyne DI (HDI) is targeted to measure APPs in an electron density range of 1020–1024 m−3. The HDI achieves a line-integrated density resolution of 2 × 1015 m−2 (a phase resolution of 0.005°) with a time constant of 1 μs using ensemble averaging techniques.

日本語訳

大気圧プラズマ(APP)の電子密度測定におけるレーザー干渉計の課題の一つは、中性ガス密度の変化によって引き起こされる、大きく且つ不要な位相シフトである。これらの不要な位相シフトは、分散干渉計(DI)と呼ばれる干渉計アーキテクチャを用いることで軽減でき、プラズマ密度を測定することができる。DIは、周波数逓倍のための2つの非線形配向パターニングGaAs結晶で構成され、2つの第二高調波ビーム間の干渉信号においてプラズマによって誘起される位相シフトを測定する。40 MHzの周波数を有する音響光学セルを用いたDIにおけるヘテロダイン検出により、1ミリ秒未満のプラズマダイナミクスまたは短いプラズマパルスの測定が可能になる。このヘテロダインDI(HDI)は、1020–1024 m−3の電子密度範囲のAPPを測定することを対象としている。HDIは、アンサンブル平均化技術を用いて、時定数1 μsで、2 × 1015 m−2の線積分密度分解能(位相分解能0.005°)を達成する。

wiki

InterferometerAtmospheric pressure plasma

AIによる論文要約

大気圧プラズマの電子密度計測のための広帯域ヘテロダイン分散干渉計の開発
JA大気圧プラズマの電子密度計測に興味がある研究者や学生。特に、レーザー干渉計の位相ノイズ問題に取り組む方に有用。#分散干渉計 #大気圧プラズマ #電子密度 #ヘテロダイン #GaAs
LLM向け: {"Title": "大気圧プラズマのための広帯域ヘテロダイン分散干渉計の開発", "Authors": "未記載", "Research Objective"…

大気圧プラズマの電子密度計測では、中性ガス密度変化による不要な位相シフトが課題となる。分散干渉計は二つの非線形GaAs結晶を用いて周波数倍増を行い、プラズマによる位相シフトのみを計測することでこの問題を解決する。さらに、40MHzの音響光学セルを用いたヘテロダイン検出により、ミリ秒以下のプラズマダイナミクス計測を可能にする。本ヘテロダイン分散干渉計は、電子密度10^20–10^24 m^-3の大気圧プラズマを対象とし、積分密度分解能2×10^15 m^-2(位相分解能0.005°)を達成した。

関連論文

Plasma diagnostics using millimetre wave two-dimensional imaging array

1997Fusion Engineering and Design

Implementation of real-time reflectometry for electronic density profile reconstruction on the WEST tokamak

2025Plasma Physics and Controlled Fusion

Development and successful application of a new optically pumped far-infrared laser for polarimeter-interferometer on the EAST tokamak

2026Plasma Physics and Controlled Fusion

Electron density profile measurement using Ka-band microwave impulse radar reflectometer on LHD

2006Nuclear Fusion

On the perturbation of the interferometric phase in interferometry-polarimetry of fusion plasmas

2024Plasma Physics and Controlled Fusion

Plasma density measurement by means of self-modulation of long electron bunches

2019Plasma Physics and Controlled Fusion

Density fluctuation measurements in ATF using correlation reflectometry

1992Nuclear Fusion

A new method for determining the plasma electron density using three-color interferometer

2012Review of Scientific Instruments

Conceptual design of multi-chord interferometer for the Versatile Experiment Spherical Torus (VEST)

2025Plasma Physics and Controlled Fusion

Phase jump detection and correction based on the support vector machine

2023Plasma Physics and Controlled Fusion