The use of polarimeter in nuclear fusion is increasing so much that ITER will mount three polarimeters for plasma control and diagnostics, while the Divertor Tokamak Test will have a poloidal polarimeter with more than ten lines of sight. Several studies have been conducted on this diagnostic, where the main experimental test bench was the FIR interferometer-polarimeter at Joint European Torus. Polarimetry measurements can be used for different purposes, such as real-time control of the plasma, machine protection, and plasma equilibrium constraint. However, even if the rate of change of the polarisation is strongly related to plasma characteristics, the exact equations that link the plasma quantities (electron density and magnetic field) with the beam polarisation are not linear. Thus, extrapolation of the plasma quantities requires an inversion that is not possible a priori since it would need the knowledge of the measuring quantities. For these reasons, polarimeters should be designed to work under the so-called type-I approximation, which ensures linearity between the line-integrated plasma properties and the polarisation state of the electromagnetic wave. However, the range of validity of the type-I approximation, chosen the laser wavelength, is limited to a specific range of plasma quantities. In this work, the authors proposed a new approach to calculate those line-integrated quantities for poloidal polarimeters. The new approach is developed for two situations, back-reflected and not back-reflected beams. The two proposed methods will be introduced analytically and tested numerically, showing that they can provide more accurate measurements for a wider range of plasma operations.
核融合における偏光計の使用は増加しており、ITERはプラズマ制御と診断のために3台の偏光計を設置する予定である一方、Divertor Tokamak Testは10以上の視線を有するポロイダル偏光計を設置する予定である。この診断法に関しては、Joint European TorusのFIR干渉偏光計が主な実験的試験台となった複数の研究が行われてきた。偏光測定は、プラズマのリアルタイム制御、機器保護、プラズマ平衡の制約など、様々な目的に使用できる。しかし、偏光の変化率がプラズマ特性と強く関連しているとしても、プラズマ量（電子密度と磁場）とビーム偏光を結び付ける正確な方程式は線形ではない。したがって、プラズマ量の外挿には逆変換が必要であり、これは測定量の知識を必要とするため、事前には不可能である。これらの理由から、偏光計は、線積分されたプラズマ特性と電磁波の偏光状態の間の線形性を保証する、いわゆるタイプI近似の下で動作するように設計されるべきである。しかし、タイプI近似の妥当性の範囲は、選択されたレーザー波長に依存し、プラズマ量の特定の範囲に限定される。本研究では、著者らはポロイダル偏光計のための線積分量を計算する新しいアプローチを提案した。この新しいアプローチは、反射ビームと非反射ビームの2つの状況に対して開発された。提案された2つの方法は解析的に導入され、数値的に検証され、より広範囲のプラズマ運転に対してより正確な測定を提供できることが示された。