The quality of Thomson scattering (TS) profiles relies on high-quality calibrations since each spatial point is essentially an independent measurement. For the spectral calibration of TS diagnostics, several techniques exist. Typically, these include a known light source and involve changes to the optical setup to observe that light source. Two assumptions are frequently made: The spectral response of the diagnostic is stable in time and the required changes to the optical setup only lead to negligible errors in the calibration. The temporal stability is questionable for larger fusion experiments, where the harsh environment leads to coating and degradation of optical components. Both the stability and validity of the spectral calibration can be checked by in-situ calibrations. Here, the calibration is performed either during operation or in between experiments without any modifications to the diagnostic. So far, two promising candidates have been proposed: dual-wavelength TS and Rayleigh scattering on, for example, argon gas using a tunable optical parametric oscillator. In this contribution, we introduce a new method for an in-situ spectral calibration using experimental data from plasma measurements. This method was developed for polychromator-based TS diagnostics, but can probably also be adapted to spectrometer-based systems. A forward model is used to predict the signals measured by the diagnostic (assuming a certain spectral calibration) and these predictions are then compared with experimental data the diagnostic has acquired. Using an optimizer, the spectral calibration is varied until predicted and measured data agree. Rough knowledge of the polychromator design is sufficient to find an estimate for the calibration of the diagnostic. We demonstrate, using polychromators from Wendelstein 7-X as example, that even data measured in the past can be calibrated with this technique.
トムソン散乱(TS)プロファイルの品質は、高品質な較正に依存する。なぜなら、各空間点は本質的に独立した測定だからである。TS診断の分光較正には、いくつかの手法が存在する。典型的には、既知の光源を含み、その光源を観測するための光学系の変更を伴う。しばしば2つの仮定がなされる: 診断装置の分光応答が時間的に安定であること、および、必要な光学系の変更が較正において無視できる誤差しか生じないこと。時間的安定性は、過酷な環境が光学部品の被覆や劣化を引き起こすより大型の核融合実験では疑問視される。分光較正の安定性と妥当性の両方は、インサイチュ較正によって検証できる。ここでは、較正は運転中または実験の合間に、診断装置に一切変更を加えることなく実施される。これまでに、有望な候補が2つ提案されている: 二波長TSと、たとえばアルゴンガスを用いた、波長可変光パラメトリック発振器によるレイリー散乱である。本貢献では、プラズマ測定からの実験データを用いた、新しいインサイチュ分光較正法を紹介する。この手法はポリクロメータベースのTS診断のために開発されたが、分光器ベースのシステムにもおそらく適応可能である。フォワードモデルを用いて、(特定の分光較正を仮定して)診断装置が測定する信号を予測し、これらの予測を診断装置が取得した実験データと比較する。最適化器を用いて、予測と測定データが一致するまで分光較正を変化させる。ポリクロメータ設計の大まかな知識があれば、診断装置の較正の推定値を見つけるのに十分である。例としてヴェンデルシュタイン7-Xのポリクロメータを用いて、過去に測定されたデータでさえもこの手法で較正可能であることを実証する。