Eigenmodes play an important role in the dynamics of spatially extended systems. Using arrays of probes, it is possible to measure the spatial structure of experimentally observed fluctuations. But the interpretation of the measured data becomes very difficult if the number of probes is low, the probes are not evenly spaced or different sample rates are used. This is a common situation in magnetically confined fusion plasmas. A method is proposed that allows the time-resolved reconstruction of the mode numbers and frequencies of eigenmodes in such a situation. It is based on the well known Lomb periodogram and has the following properties: statistical interpretation of the results, combined analysis of spatial and temporal data and effective noise reduction. Though this method can be generalized to arbitrary geometries, this work is dedicated to the analysis of Alfvén eigenmodes in stellarators. The method is applied to Mirnov probes which are found in many stellarators to diagnose Alfvén eigenmodes. Tests have been performed for the probe setup installed at the Wendelstein 7-AS stellerator, IPP Garching, Germany, for which experimental results are presented.
固有モードは、空間的に拡がった系のダイナミクスにおいて重要な役割を果たす。プローブのアレイを用いることで、実験的に観測される揺動の空間構造を測定することが可能である。しかし、プローブの数が少ない場合、プローブが等間隔に配置されていない場合、または異なるサンプリングレートが使用される場合、測定データの解釈は非常に困難になる。これは磁気閉じ込め核融合プラズマにおいて一般的な状況である。本論文では、このような状況下で固有モードのモード数と周波数の時間分解再構成を可能にする手法を提案する。この手法は、よく知られたLomb周期図法に基づいており、以下の特性を有する：結果の統計的解釈、空間データと時間データの統合解析、および効果的なノイズ低減。この手法は任意の幾何学形状に一般化可能であるが、本論文ではステラレーターにおけるアルヴェン固有モードの解析に焦点を当てる。この手法は、多くのステラレーターにおいてアルヴェン固有モードを診断するために設置されているミルノフプローブに適用される。ドイツ、ガルヒンクのIPPに設置されているWendelstein 7-ASステラレーターのプローブ配置に対して試験が実施され、その実験結果が提示される。