A new methodology to analyze non-linear components in perturbative transport experiments is introduced. The methodology has been experimentally validated in the Large Helical Device for the electron heat transport channel. Electron cyclotron resonance heating with different modulation frequencies by two gyrotrons has been used to directly quantify the amplitude of the non-linear component at the inter-modulation frequencies. The measurements show significant quadratic non-linear contributions and also the absence of cubic and higher order components. The non-linear component is analyzed using the Volterra series, which is the non-linear generalization of transfer functions. This allows us to study the radial distribution of the non-linearity of the plasma and to reconstruct linear profiles where the measurements were not distorted by non-linearities. The reconstructed linear profiles are significantly different from the measured profiles, demonstrating the significant impact that non-linearity can have.
摂動輸送実験における非線形成分を解析するための新しい手法を紹介する。この手法は、大型ヘリカル装置において電子熱輸送チャネルに対して実験的に検証された。2つのジャイロトロンによる異なる変調周波数を用いた電子サイクロトロン共鳴加熱により、相互変調周波数における非線形成分の振幅を直接定量化した。測定結果は、有意な二次の非線形寄与を示す一方、三次およびそれ以上の高次の成分が存在しないことを示している。非線形成分は、伝達関数の非線形一般化であるボルテラ級数を用いて解析される。これにより、プラズマの非線形性の径方向分布を調べ、非線形性によって歪められていない線形プロファイルを再構成することが可能となる。再構成された線形プロファイルは測定されたプロファイルと有意に異なり、非線形性が及ぼし得る顕著な影響を示している。