We propose a method for reconstructing the fluctuation components of the electron velocity distribution function (EVDF), and the electron entropy, which is a functional of the fluctuation components of the EVDF, using the harmonic spectrum from pure X-mode electron cyclotron emission (ECE) in optically thin plasmas. This formulation employs the maximum entropy method in velocity space using the Hankel transform, which converts from v⊥ space to p space (where, v⊥ and p are the electron velocity perpendicular to the background magnetic field and the index of the wavenumber in velocity space). Numerical tests validated the effectiveness of the proposed method, which is applicable across a wide range of magnetized plasma conditions, including conditions with both non-relativistic and relativistic electrons, except in cases of harmonic overlap or under optically thick conditions. Notably, this method does not require radiometer calibration for ECE measurements. This method facilitates the experimental evaluation of electron entropy transport in fusion plasma experiments. Moreover, when combined with measurements in k-space (spatial distribution), this approach enables entropy distribution acquisition in phase space (k-p space).
我々は、光学的に薄いプラズマにおける純Xモード電子サイクロトロン放射（ECE）からの高調波スペクトルを用いて、電子速度分布関数（EVDF）のゆらぎ成分、およびEVDFのゆらぎ成分の汎関数である電子エントロピーを再構成する方法を提案する。この定式化は、ハンケル変換を用いた速度空間における最大エントロピー法を採用する。ハンケル変換は、v⊥空間からp空間への変換である（ここで、v⊥とpは、背景磁場に垂直な電子速度と、速度空間における波数の指標である）。数値テストにより、提案手法の有効性が検証された。本手法は、非相対論的および相対論的電子の両方を含む広範囲の磁化プラズマ条件に適用可能であり、高調波の重なりや光学的に厚い条件下を除く。特に、この方法はECE測定のためのラジオメータ較正を必要としない。本手法は、核融合プラズマ実験における電子エントロピー輸送の実験的評価を可能にする。さらに、k空間（空間分布）での測定と組み合わせることで、本アプローチは位相空間（k-p空間）におけるエントロピー分布の取得を可能にする。