A diagnostic method has been evaluated for measuring the relative vibrational ground-state population of molecular hydrogen and deuterium. It is based on the analysis of the diagonal Fulcher bands and the Franck-Condon principle of excitation. The validity of the underlying assumptions was verified by experiments in microwave discharges and the method is recommended for application in divertor plasmas in controlled fusion experiments. By attributing a vibrational temperature to the ground-state electronic level and assuming population via the Franck-Condon principle, the upper Fulcher state vibrational distribution can be derived theoretically with as parameter. Comparison with experimentally derived upper-state population gives the corresponding of the ground state. The Franck-Condon factors for the and transitions have been calculated for both hydrogen and deuterium from molecular constants using the FCFRKR code. The method has been applied to low pressure /He and /He microwave plasmas, showing good agreement of experimentally and theoretically derived upper Fulcher state vibrational distributions. The vibrational temperatures range from 3200 K to 6800 K for and 2600 K to 4000 K for . depending on molecular density, pressure and electron temperature, but indicating nearly the same vibrational population for and for comparable plasma conditions.
水素分子および重水素分子の振動基底状態の相対分布を測定するための診断法が評価された。この方法は、対角フルチャーバンドの解析とフランク＝コンドン原理に基づく励起過程に依拠している。基礎となる仮定の妥当性はマイクロ波放電実験によって検証され、この手法は核融合実験におけるダイバータプラズマへの適用が推奨される。振動温度を基底電子状態に帰属させ、フランク＝コンドン原理による励起過程を仮定することで、上準位フルチャー状態の振動分布をパラメータとして理論的に導出できる。実験から得られた上準位分布との比較により、基底状態の対応する値が決定される。フルチャーバンドのフランク＝コンドン因子は、FCFRKRコードを用いて分子定数から水素および重水素の両方について計算された。この方法は低圧の/Heおよび/Heマイクロ波放電に適用され、実験的に得られた上準位フルチャー振動分布と理論的に導出された分布の間に良好な一致が示された。振動温度は、分子密度、圧力、電子温度に依存して、水素では3200Kから6800K、重水素では2600Kから4000Kの範囲であったが、同等のプラズマ条件下では両者ともほぼ同じ振動分布を示した。