JPH06102086A - レ−ザ計測装置 - Google Patents
レ−ザ計測装置Info
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- JPH06102086A JPH06102086A JP4247800A JP24780092A JPH06102086A JP H06102086 A JPH06102086 A JP H06102086A JP 4247800 A JP4247800 A JP 4247800A JP 24780092 A JP24780092 A JP 24780092A JP H06102086 A JPH06102086 A JP H06102086A
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- laser
- laser light
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は核融合プラズマにおける電子温度
や電子密度を正確に測定することができるようにしたレ
−ザ計測装置を提供することにある。 【構成】 レ−ザ装置２１からの直線偏光のパルスレ−
ザ光を反射しその偏光方向に対して９０度回転した直線
偏光のレ−ザ光を透過する偏光素子２３と、偏光素子で
反射したパルスレ−ザ光の偏光を円偏光にする偏光制御
素子２４と、偏光制御素子を透過したパルスレ−ザ光を
反射して偏光制御素子に戻すことで円偏光のパルスレ−
ザ光を最初の状態に比べて９０度回転した直線偏光に変
えて偏光素子を透過させる第１の反射ミラ−２６と、偏
光素子を透過して被測定体を照射することで一部が散乱
光となった残りのパルスレ−ザ光を反射して偏光素子へ
戻す第２の反射ミラ−３３と、レ−ザ装置からのパルス
レ−ザ光の発振と同期して偏光制御素子を駆動制御する
同期調整器２７とを具備したことを特徴とする。
や電子密度を正確に測定することができるようにしたレ
−ザ計測装置を提供することにある。 【構成】 レ−ザ装置２１からの直線偏光のパルスレ−
ザ光を反射しその偏光方向に対して９０度回転した直線
偏光のレ−ザ光を透過する偏光素子２３と、偏光素子で
反射したパルスレ−ザ光の偏光を円偏光にする偏光制御
素子２４と、偏光制御素子を透過したパルスレ−ザ光を
反射して偏光制御素子に戻すことで円偏光のパルスレ−
ザ光を最初の状態に比べて９０度回転した直線偏光に変
えて偏光素子を透過させる第１の反射ミラ−２６と、偏
光素子を透過して被測定体を照射することで一部が散乱
光となった残りのパルスレ−ザ光を反射して偏光素子へ
戻す第２の反射ミラ−３３と、レ−ザ装置からのパルス
レ−ザ光の発振と同期して偏光制御素子を駆動制御する
同期調整器２７とを具備したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は被測定体としてとくに
核融合プラズマの、とくに電子の温度密度の計測に適用
されるレ−ザ計測装置に関する。
核融合プラズマの、とくに電子の温度密度の計測に適用
されるレ−ザ計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】核融合反応においては、そのときのプラ
ズマの電子密度を測定することが非常に重要であり、従
来は図５に示すＬＩＤＡＲ（Light Detection And Rang
ing ）トムソン散乱計測法による測定装置が用いられて
いる。すなわち、図中１はレ−ザ装置である。このレ−
ザ装置１から発振出力されたパルスレ−ザ光Ｌは第１の
ミラ−２によって反射し、第２のミラ−３に導かれる。
レ−ザ光Ｌはこの第２のミラ−３で反射し、核融合装置
の真空容器４に導入され、その内部におけるプラズマの
構成成分である、被測定物体としての電子を照射するこ
とで散乱光Ｓを発生する。電子からの散乱光Ｓはレンズ
５によってポリクロメ−タ式の分光器６に導入される。
ズマの電子密度を測定することが非常に重要であり、従
来は図５に示すＬＩＤＡＲ（Light Detection And Rang
ing ）トムソン散乱計測法による測定装置が用いられて
いる。すなわち、図中１はレ−ザ装置である。このレ−
ザ装置１から発振出力されたパルスレ−ザ光Ｌは第１の
ミラ−２によって反射し、第２のミラ−３に導かれる。
レ−ザ光Ｌはこの第２のミラ−３で反射し、核融合装置
の真空容器４に導入され、その内部におけるプラズマの
構成成分である、被測定物体としての電子を照射するこ
とで散乱光Ｓを発生する。電子からの散乱光Ｓはレンズ
５によってポリクロメ−タ式の分光器６に導入される。
【０００３】上記分光器６は上記散乱光Ｓをスペクトル
分解する。それによって、上記散乱光Ｓのドプラ−広が
りと散乱強度を求めることができるから、これらの値か
ら電子密度と電子密度とを算出することができる。
分解する。それによって、上記散乱光Ｓのドプラ−広が
りと散乱強度を求めることができるから、これらの値か
ら電子密度と電子密度とを算出することができる。
【０００４】図６は核融合プラズマにおける空間分解能
が１０cmの場合、レ−ザ装置１にアレキサンドライトレ
−ザを用いたときと、ルビ−、ＹＡＧ、エキシマレ−ザ
を用いたときの電子密度と必要レ−ザエネルギとの関係
を示す。この図から分かるように、電子密度が１×１０
19／ｍ-3を測定するためには、レ−ザ装置１の出力は１
Ｊ以上が必要である。
が１０cmの場合、レ−ザ装置１にアレキサンドライトレ
−ザを用いたときと、ルビ−、ＹＡＧ、エキシマレ−ザ
を用いたときの電子密度と必要レ−ザエネルギとの関係
を示す。この図から分かるように、電子密度が１×１０
19／ｍ-3を測定するためには、レ−ザ装置１の出力は１
Ｊ以上が必要である。
【０００５】ＬＩＤＡＲトムソン散乱計測法の空間分解
能は、計測器の装置係数と、レ−ザ光のパルス幅により
決まる。図７は計測器の応答速度をパラメ−タとした、
レ−ザ光のパルス幅と空間分解能の関係を示す。この図
から分かるように１０cm以下の空間分解能を得るために
は、レ−ザ光のパルス幅を300psec 以下にする必要があ
る。
能は、計測器の装置係数と、レ−ザ光のパルス幅により
決まる。図７は計測器の応答速度をパラメ−タとした、
レ−ザ光のパルス幅と空間分解能の関係を示す。この図
から分かるように１０cm以下の空間分解能を得るために
は、レ−ザ光のパルス幅を300psec 以下にする必要があ
る。
【０００６】ところで、被測定体からの散乱光Ｓは微弱
であるから、レ−ザ出力が１Ｊでは図６から明らかなよ
うに、１×１０19／ｍ-3以下の電子密度の測定を行うこ
とが困難である。しかしながら、１Ｊの大出力あるいは
それ以上の出力でレ−ザ装置１を運転すると、そのレ−
ザ装置１に組込まれた光学部品などが早期に熱損するか
ら、長時間の安定的な運転が困難となる。
であるから、レ−ザ出力が１Ｊでは図６から明らかなよ
うに、１×１０19／ｍ-3以下の電子密度の測定を行うこ
とが困難である。しかしながら、１Ｊの大出力あるいは
それ以上の出力でレ−ザ装置１を運転すると、そのレ−
ザ装置１に組込まれた光学部品などが早期に熱損するか
ら、長時間の安定的な運転が困難となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来は核
融合プラズマにおける電子密度を測定する場合、レ−ザ
出力を高くしなければならなかったので、レ−ザ装置が
早期に熱損するなどのことがあった。
融合プラズマにおける電子密度を測定する場合、レ−ザ
出力を高くしなければならなかったので、レ−ザ装置が
早期に熱損するなどのことがあった。
【０００８】この発明は上記事情に基づきなされたもの
で、その目的とするところは、出力の低いパルスレ−ザ
光によって電子密度を測定することができるようにした
レ−ザ計測装置を提供することにある。
で、その目的とするところは、出力の低いパルスレ−ザ
光によって電子密度を測定することができるようにした
レ−ザ計測装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に第１の発明は、レ−ザ装置から出力されたパルスレ−
ザ光を被測定体に照射し、この被測定体からの散乱光を
検出するレ−ザ計測装置において、上記レ−ザ装置から
の直線偏光のパルスレ−ザ光を反射しその偏光方向に対
して９０度回転した直線偏光のレ−ザ光を透過する偏光
素子と、この偏光素子で反射したパルスレ−ザ光の偏光
を円偏光にする偏光制御素子と、この偏光制御素子を透
過したパルスレ−ザ光を反射して上記偏光制御素子に戻
すことで円偏光のパルスレ−ザ光を最初の状態に比べて
９０度回転した直線偏光に変えて上記偏光素子を透過さ
せる第１の反射ミラ−と、上記偏光素子を透過して上記
被測定体を照射することで一部が上記散乱光となった残
りのパルスレ−ザ光を反射して上記偏光素子へ戻す第２
の反射ミラ−と、上記レ−ザ装置からのパルスレ−ザ光
の発振と同期して上記偏光制御素子を駆動制御する同期
駆動手段とを具備したことを特徴とする。
に第１の発明は、レ−ザ装置から出力されたパルスレ−
ザ光を被測定体に照射し、この被測定体からの散乱光を
検出するレ−ザ計測装置において、上記レ−ザ装置から
の直線偏光のパルスレ−ザ光を反射しその偏光方向に対
して９０度回転した直線偏光のレ−ザ光を透過する偏光
素子と、この偏光素子で反射したパルスレ−ザ光の偏光
を円偏光にする偏光制御素子と、この偏光制御素子を透
過したパルスレ−ザ光を反射して上記偏光制御素子に戻
すことで円偏光のパルスレ−ザ光を最初の状態に比べて
９０度回転した直線偏光に変えて上記偏光素子を透過さ
せる第１の反射ミラ−と、上記偏光素子を透過して上記
被測定体を照射することで一部が上記散乱光となった残
りのパルスレ−ザ光を反射して上記偏光素子へ戻す第２
の反射ミラ−と、上記レ−ザ装置からのパルスレ−ザ光
の発振と同期して上記偏光制御素子を駆動制御する同期
駆動手段とを具備したことを特徴とする。
【００１０】第２の発明は、レ−ザ装置から出力された
パルスレ−ザ光を被測定体に照射し、この被測定体から
の散乱光を検出するレ−ザ計測装置において、上記被測
定体からの散乱光をスペクトル分解する分光手段と、こ
の分光手段によってスペクトル分解された光を光電子増
幅する増幅手段と、この増幅手段によって増幅された信
号を積算する積算手段と、上記レ−ザ装置から発振され
たレ−ザ光のパルス数が所定値に達したときに上記増幅
手段へのレ−ザ光の入射を遮断して上記積算手段に積算
された信号を取出す制御手段とを具備したことを特徴と
する。
パルスレ−ザ光を被測定体に照射し、この被測定体から
の散乱光を検出するレ−ザ計測装置において、上記被測
定体からの散乱光をスペクトル分解する分光手段と、こ
の分光手段によってスペクトル分解された光を光電子増
幅する増幅手段と、この増幅手段によって増幅された信
号を積算する積算手段と、上記レ−ザ装置から発振され
たレ−ザ光のパルス数が所定値に達したときに上記増幅
手段へのレ−ザ光の入射を遮断して上記積算手段に積算
された信号を取出す制御手段とを具備したことを特徴と
する。
【００１１】
【作用】上記第１の発明によれば、１パルスのレ−ザ光
が第１の反射ミラ−と第２の反射ミラ−との間を往復し
て被測定体を繰り返して照射するから、その繰り返し数
に応じて被測定体からの散乱光の強度が積算されるか
ら、レ−ザ光の出力を上げることなく電子密度を測定で
きる。
が第１の反射ミラ−と第２の反射ミラ−との間を往復し
て被測定体を繰り返して照射するから、その繰り返し数
に応じて被測定体からの散乱光の強度が積算されるか
ら、レ−ザ光の出力を上げることなく電子密度を測定で
きる。
【００１２】上記第２の発明によれば、レ−ザ装置から
出力されるパルスレ−ザ光のパルス数が所定の回数とな
るまで、そのパルスレ−ザ光が被測定体を照射すること
で生じる散乱光が積算されるから、レ−ザ光の出力を上
げることなく電子密度を測定できる。
出力されるパルスレ−ザ光のパルス数が所定の回数とな
るまで、そのパルスレ−ザ光が被測定体を照射すること
で生じる散乱光が積算されるから、レ−ザ光の出力を上
げることなく電子密度を測定できる。
【００１３】
【実施例】以下この発明の第１の実施例を図１を参照し
て説明する。図１はこの発明のレ−ザ計測装置を示し、
２１はたとえば波長649nm のパルスレ−ザ光Ｌを出力す
るルビ−レ−ザなどのレ−ザ装置である。このレ−ザ装
置２１から出力されたパルスレ−ザ光Ｌは偏光板２２を
通過することで直線偏光となって偏光素子２３に入射す
る。この偏光素子２３は上記レ−ザ装置２１からの直線
偏光のレ−ザ光Ｌを反射し、その偏光方向に対して９０
度回転した直線偏光を透過するようになっている。
て説明する。図１はこの発明のレ−ザ計測装置を示し、
２１はたとえば波長649nm のパルスレ−ザ光Ｌを出力す
るルビ−レ−ザなどのレ−ザ装置である。このレ−ザ装
置２１から出力されたパルスレ−ザ光Ｌは偏光板２２を
通過することで直線偏光となって偏光素子２３に入射す
る。この偏光素子２３は上記レ−ザ装置２１からの直線
偏光のレ−ザ光Ｌを反射し、その偏光方向に対して９０
度回転した直線偏光を透過するようになっている。
【００１４】上記偏光素子２３で反射した上記レ−ザ光
Ｌはポッケルス結晶からなる偏光制御素子２４に入射す
る。この偏光制御素子２４にはドライバ２５が接続さ
れ、このドライバ２５によって所定の電圧が印加される
と、直線偏光の上記レ−ザ光Ｌは４５度偏光されて円偏
光となる。円偏光となったレ−ザ光Ｌは、上記偏光制御
素子２４を透過して第１の反射ミラ−２６で反射し、こ
の偏光制御素子２４に再度、入射する。それによって、
円偏光のレ−ザ光Ｌは、最初のときに比べて偏光方向が
９０度回転した直線偏光となる。
Ｌはポッケルス結晶からなる偏光制御素子２４に入射す
る。この偏光制御素子２４にはドライバ２５が接続さ
れ、このドライバ２５によって所定の電圧が印加される
と、直線偏光の上記レ−ザ光Ｌは４５度偏光されて円偏
光となる。円偏光となったレ−ザ光Ｌは、上記偏光制御
素子２４を透過して第１の反射ミラ−２６で反射し、こ
の偏光制御素子２４に再度、入射する。それによって、
円偏光のレ−ザ光Ｌは、最初のときに比べて偏光方向が
９０度回転した直線偏光となる。
【００１５】上記ドライバ２５には同期調整器２７が接
続されている。この同期調整器２７は上記レ−ザ装置２
１の作動と、上記ドライバ２５を駆動して上記偏光制御
素子２４へ電圧を印加するタイミングとを後述するごと
く同期させる。
続されている。この同期調整器２７は上記レ−ザ装置２
１の作動と、上記ドライバ２５を駆動して上記偏光制御
素子２４へ電圧を印加するタイミングとを後述するごと
く同期させる。
【００１６】上記偏光制御素子２４によって最初の状態
に比べて９０度回転した直線偏光に変換されたレ−ザ光
Ｌは上記偏光素子２３を透過して導入ミラ−２８で反射
し、核融合装置の真空容器２９に形成された窓３０から
その内部へ入射する。それによって、レ−ザ光Ｌは、上
記真空容器２９内におけるプラズマの構成成分である、
被測定物体としての電子を照射することで散乱する。
に比べて９０度回転した直線偏光に変換されたレ−ザ光
Ｌは上記偏光素子２３を透過して導入ミラ−２８で反射
し、核融合装置の真空容器２９に形成された窓３０から
その内部へ入射する。それによって、レ−ザ光Ｌは、上
記真空容器２９内におけるプラズマの構成成分である、
被測定物体としての電子を照射することで散乱する。
【００１７】上記電子からの散乱光Ｓはレンズ３１で集
束されてポリクロメ−タ式の分光器３２に入射する。こ
の分光器３２には、散乱光Ｓを複数のスペクトル成分に
分光するナイフエッジと、このナイフエッジによって分
光された各スペクトル成分を検出する検出器（ともに図
示せず）とが内蔵されている。それによって、各検出器
からの検出信号で上記散乱光Ｓのドプラ−広がりと散乱
強度を求め、これらの値から上記真空容器２９内の電子
密度や電子温度を算出することができるようになってい
る。
束されてポリクロメ−タ式の分光器３２に入射する。こ
の分光器３２には、散乱光Ｓを複数のスペクトル成分に
分光するナイフエッジと、このナイフエッジによって分
光された各スペクトル成分を検出する検出器（ともに図
示せず）とが内蔵されている。それによって、各検出器
からの検出信号で上記散乱光Ｓのドプラ−広がりと散乱
強度を求め、これらの値から上記真空容器２９内の電子
密度や電子温度を算出することができるようになってい
る。
【００１８】上記レ−ザ光Ｌは、その一部が上記電子で
散乱し、残りは上記真空容器２９内に配設された第２の
反射ミラ−３３で反射して上記導入ミラ−２７を経て上
記偏光素子２３へ戻り、この偏光素子２３を通過する。
散乱し、残りは上記真空容器２９内に配設された第２の
反射ミラ−３３で反射して上記導入ミラ−２７を経て上
記偏光素子２３へ戻り、この偏光素子２３を通過する。
【００１９】上記偏光素子２３を通過したレ−ザ光Ｌは
電圧が印加されていない上記偏光制御素子２４に入射す
る。したがって、この偏光制御素子２４を通過し、第１
の反射ミラ−２６で反射して再度、上記偏光制御素子２
４を通過したレ−ザ光Ｌは、最初の状態に比べて９０度
回転した直線偏光の状態が維持される。そのため、レ−
ザ光Ｌは上記偏光素子２３を通過して真空容器２９内へ
再び導入されるから、真空容器２９内の電子を照射して
新たな散乱光Ｓを発生する。つまり、レ−ザ装置２１か
ら出力されたレ−ザ光Ｌは、第１の反射ミラ−２６と第
２の反射ミラ−３３との間で反射を繰り返して往復し、
真空容器２９内に導入される度に電子を照射して散乱光
Ｓを発生するようになっている。
電圧が印加されていない上記偏光制御素子２４に入射す
る。したがって、この偏光制御素子２４を通過し、第１
の反射ミラ−２６で反射して再度、上記偏光制御素子２
４を通過したレ−ザ光Ｌは、最初の状態に比べて９０度
回転した直線偏光の状態が維持される。そのため、レ−
ザ光Ｌは上記偏光素子２３を通過して真空容器２９内へ
再び導入されるから、真空容器２９内の電子を照射して
新たな散乱光Ｓを発生する。つまり、レ−ザ装置２１か
ら出力されたレ−ザ光Ｌは、第１の反射ミラ−２６と第
２の反射ミラ−３３との間で反射を繰り返して往復し、
真空容器２９内に導入される度に電子を照射して散乱光
Ｓを発生するようになっている。
【００２０】このような構成のレ−ザ計測装置によれ
ば、１パルスのレ−ザ光Ｌが第１の反射ミラ−２６と第
２の反射ミラ−３３との間を往復し、真空容器２９に入
射する度に散乱光Ｓを発生する。電子からの散乱光Ｓは
分光器３２に内蔵されたナイフエッジによってスペクト
ル分解される。各スペクトル成分は、パルスレ−ザ光Ｌ
が往復した回数分、つまり発生した散乱光Ｓの数に応じ
て積算される。そのため、微弱な散乱光Ｓであっても、
積算することで測定可能な強度になるから、レ−ザ光Ｌ
の出力を高くせずに電子密度や電子温度の測定が行え
る。
ば、１パルスのレ−ザ光Ｌが第１の反射ミラ−２６と第
２の反射ミラ−３３との間を往復し、真空容器２９に入
射する度に散乱光Ｓを発生する。電子からの散乱光Ｓは
分光器３２に内蔵されたナイフエッジによってスペクト
ル分解される。各スペクトル成分は、パルスレ−ザ光Ｌ
が往復した回数分、つまり発生した散乱光Ｓの数に応じ
て積算される。そのため、微弱な散乱光Ｓであっても、
積算することで測定可能な強度になるから、レ−ザ光Ｌ
の出力を高くせずに電子密度や電子温度の測定が行え
る。
【００２１】また、１パルス当たりのレ−ザ強度を、従
来必要であったレ−ザ光Ｌの強度に比べ、レ−ザ光Ｌの
往復回数で割った値まで低下させることが可能となる。
そのため、レ−ザ装置２１に組み込まれたり、レ−ザ光
Ｌの光路に設けられる光学部品が上記レ−ザ光Ｌによっ
て熱損させられるようなことがなくなる。
来必要であったレ−ザ光Ｌの強度に比べ、レ−ザ光Ｌの
往復回数で割った値まで低下させることが可能となる。
そのため、レ−ザ装置２１に組み込まれたり、レ−ザ光
Ｌの光路に設けられる光学部品が上記レ−ザ光Ｌによっ
て熱損させられるようなことがなくなる。
【００２２】図２は上記第１の実施例の真空容器２９変
形例を示す。この実施例は真空容器２９に一対の窓３０
ａ、３０ｂを形成し、一方の窓３０ａから入射したレ−
ザ光Ｌを他方の窓３０ｂから出射させ、この他方の窓３
０ｂに対向して配設された第２の反射ミラ−３３で上記
レ−ザ光Ｌを反射させて戻すようにした構成である。
形例を示す。この実施例は真空容器２９に一対の窓３０
ａ、３０ｂを形成し、一方の窓３０ａから入射したレ−
ザ光Ｌを他方の窓３０ｂから出射させ、この他方の窓３
０ｂに対向して配設された第２の反射ミラ−３３で上記
レ−ザ光Ｌを反射させて戻すようにした構成である。
【００２３】図３はこの発明の第２の実施例のレ−ザ計
測装置を示す。この第２の実施例の計測装置は、レ−ザ
装置２１から出力されたパルスレ−ザ光Ｌが反射ミラ−
４１および導入ミラ−４２で反射して窓３０ａから真空
容器２９に導入される。真空容器２９内で電子を照射す
ることで発生した散乱光Ｓは第１のレンズ４３で集束さ
れ、第２のレンズ４４で平行光線にされて分光手段であ
る透過型の回析格子４５に入射する。
測装置を示す。この第２の実施例の計測装置は、レ−ザ
装置２１から出力されたパルスレ−ザ光Ｌが反射ミラ−
４１および導入ミラ−４２で反射して窓３０ａから真空
容器２９に導入される。真空容器２９内で電子を照射す
ることで発生した散乱光Ｓは第１のレンズ４３で集束さ
れ、第２のレンズ４４で平行光線にされて分光手段であ
る透過型の回析格子４５に入射する。
【００２４】この回析格子４５でスペクトル分解された
各スペクトルは、第３のレンズ４６でそれぞれのスペク
トルごとに集束されて増幅手段としてのマイクロチャン
ネルプレ−ト４７に入射し、光電変換されて増幅された
のち、積算手段としての固体撮像素子４８に貯えられ
る。
各スペクトルは、第３のレンズ４６でそれぞれのスペク
トルごとに集束されて増幅手段としてのマイクロチャン
ネルプレ−ト４７に入射し、光電変換されて増幅された
のち、積算手段としての固体撮像素子４８に貯えられ
る。
【００２５】上記レ−ザ装置２１から出力されるレ−ザ
光Ｌのパルス数は制御装置４９によってカウントされ
る。制御装置４９がレ−ザ光Ｌのパルス数を予め定めら
れた回数だけカウントすると、上記制御装置４９から上
記マイクロチャンネルプレ−ト４７へ駆動信号が出力さ
れてそれに内蔵された図示しないゲ−トを閉じ、光が入
射するのを遮断する。ついで、上記制御装置４９は上記
固体撮像素子４８に貯えられた各スペクトルの情報を取
り出し、その情報をもとにして電子密度や電子温度を演
算する。
光Ｌのパルス数は制御装置４９によってカウントされ
る。制御装置４９がレ−ザ光Ｌのパルス数を予め定めら
れた回数だけカウントすると、上記制御装置４９から上
記マイクロチャンネルプレ−ト４７へ駆動信号が出力さ
れてそれに内蔵された図示しないゲ−トを閉じ、光が入
射するのを遮断する。ついで、上記制御装置４９は上記
固体撮像素子４８に貯えられた各スペクトルの情報を取
り出し、その情報をもとにして電子密度や電子温度を演
算する。
【００２６】上記構成によれば、１パルスのレ−ザ光Ｌ
によって発生する散乱光Ｓが微弱であっても、その散乱
光Ｓをスペクトル分解することで得られる情報は、制御
装置４９に設定されたパルス数分が積算されるから、そ
の強度はパルス数に比例した強度となる。そのため、１
パルス当たりの散乱光Ｓの強度が微弱であっても、積算
されることで測定可能な強度にできるから、レ−ザ光Ｌ
の出力を高くせずに電子密度や電子温度の測定が行え
る。
によって発生する散乱光Ｓが微弱であっても、その散乱
光Ｓをスペクトル分解することで得られる情報は、制御
装置４９に設定されたパルス数分が積算されるから、そ
の強度はパルス数に比例した強度となる。そのため、１
パルス当たりの散乱光Ｓの強度が微弱であっても、積算
されることで測定可能な強度にできるから、レ−ザ光Ｌ
の出力を高くせずに電子密度や電子温度の測定が行え
る。
【００２７】図４（ａ）は電子密度と時間との関係を示
し、同図にΔＴで示す約１秒の間は電子密度がほとんど
変化しないと考えられる。同図（ｂ）は従来のパルスレ
−ザ光Ｌの強度とパルス幅とを示し、通常は１Ｊの強度
で、300psec のパルス幅に設定される。このときのレ−
ザ光Ｌのパルス幅は、図６から分かるように、空間分解
能１０cmを得るために、上記300psec 以下にする必要が
ある。
し、同図にΔＴで示す約１秒の間は電子密度がほとんど
変化しないと考えられる。同図（ｂ）は従来のパルスレ
−ザ光Ｌの強度とパルス幅とを示し、通常は１Ｊの強度
で、300psec のパルス幅に設定される。このときのレ−
ザ光Ｌのパルス幅は、図６から分かるように、空間分解
能１０cmを得るために、上記300psec 以下にする必要が
ある。
【００２８】これに対してこの発明は、同図（ｃ）に示
すようにパルス幅300psec 、パルス間隔１msec、出力１
ｍＪのパルス列とした。したがって、１秒の間に1000
回、つまり１ｋＨｚの周波数で出力されるパルスレ−ザ
光Ｌからの散乱光Ｓを積算すれば、レ−ザ強度１Ｊの場
合と同等の強度が得られることになる。つまり、レ−ザ
光Ｌの強度を高くせずに、散乱光Ｓを確実に検出するこ
とができる強度にできるから、レ−ザ光Ｌが通る光学部
品を早期に熱損させるのを防止できる。
すようにパルス幅300psec 、パルス間隔１msec、出力１
ｍＪのパルス列とした。したがって、１秒の間に1000
回、つまり１ｋＨｚの周波数で出力されるパルスレ−ザ
光Ｌからの散乱光Ｓを積算すれば、レ−ザ強度１Ｊの場
合と同等の強度が得られることになる。つまり、レ−ザ
光Ｌの強度を高くせずに、散乱光Ｓを確実に検出するこ
とができる強度にできるから、レ−ザ光Ｌが通る光学部
品を早期に熱損させるのを防止できる。
【００２９】なお、第２の実施ではレ−ザ光Ｌのパルス
幅を300psec としたが、それに限定されるものでなく、
空間分解能に応じて変化するものである。また、レ−ザ
光Ｌの繰り返し数も、１ｋＨｚに限定されるものでな
い。
幅を300psec としたが、それに限定されるものでなく、
空間分解能に応じて変化するものである。また、レ−ザ
光Ｌの繰り返し数も、１ｋＨｚに限定されるものでな
い。
【００３０】
【発明の効果】以上述べたように第１の発明によれば、
レ−ザ光を第１の反射ミラ−と第２の反射ミラ−との間
で繰り返して反射させ、被測定体を照射する度に発生す
る散乱光を積算するようにした。第２の発明は、被測定
体をパルス列によって照射し、各パルス毎に発生する散
乱光を積算するようにした。
レ−ザ光を第１の反射ミラ−と第２の反射ミラ−との間
で繰り返して反射させ、被測定体を照射する度に発生す
る散乱光を積算するようにした。第２の発明は、被測定
体をパルス列によって照射し、各パルス毎に発生する散
乱光を積算するようにした。
【００３１】したがって、散乱光の強度が微弱であって
も、積算されることで測定可能な強度に達するから、そ
の測定を確実に行うことができる。つまり、パルスレ−
ザ光の強度を高くせずに、被測定体からの散乱光の測定
を行えるから、レ−ザ光が通過する光学部品を早期に熱
損させるようなことがない。
も、積算されることで測定可能な強度に達するから、そ
の測定を確実に行うことができる。つまり、パルスレ−
ザ光の強度を高くせずに、被測定体からの散乱光の測定
を行えるから、レ−ザ光が通過する光学部品を早期に熱
損させるようなことがない。
【図１】この発明の第１の一実施例を示すレ−ザ計測装
置の構成図。
置の構成図。
【図２】第１の実施例における真空容器の変形例を示す
構成図。
構成図。
【図３】この発明の第２の実施例を示すレ−ザ計測装置
の構成図。
の構成図。
【図４】（ａ）は電子密度と時間との関係の説明図、
（ｂ）は従来のパルスレ−ザ光の強度とパルス幅の説明
図、（ｃ）はこの発明のパルス列の説明図。
（ｂ）は従来のパルスレ−ザ光の強度とパルス幅の説明
図、（ｃ）はこの発明のパルス列の説明図。
【図５】従来のレ−ザ計測装置の構成図。
【図６】レ−ザエネルギと電子密度との関係を示すグラ
フ。
フ。
【図７】計測器の応答速度をパラメ−タとした空間分解
能とパルス間隔との関係を示すグラフ。
能とパルス間隔との関係を示すグラフ。
２１…レ−ザ装置、２３…偏光素子、２４…偏光制御素
子、２６…第１の反射ミラ−、２７…同期調整器、３３
…第２の反射ミラ−、Ｌ…レ−ザ光。
子、２６…第１の反射ミラ−、２７…同期調整器、３３
…第２の反射ミラ−、Ｌ…レ−ザ光。
Claims (2)
- 【請求項１】 レ−ザ装置から出力されたパルスレ−ザ
光を被測定体に照射し、この被測定体からの散乱光を検
出するレ−ザ計測装置において、上記レ−ザ装置からの
直線偏光のパルスレ−ザ光を反射しその偏光方向に対し
て９０度回転した直線偏光のレ−ザ光を透過する偏光素
子と、この偏光素子で反射したパルスレ−ザ光の偏光を
円偏光にする偏光制御素子と、この偏光制御素子を透過
したパルスレ−ザ光を反射して上記偏光制御素子に戻す
ことで円偏光のパルスレ−ザ光を最初の状態に比べて９
０度回転した直線偏光に変えて上記偏光素子を透過させ
る第１の反射ミラ−と、上記偏光素子を透過して上記被
測定体を照射することで一部が上記散乱光となった残り
のパルスレ−ザ光を反射して上記偏光素子へ戻す第２の
反射ミラ−と、上記レ−ザ装置からのパルスレ−ザ光の
発振と同期して上記偏光制御素子を駆動制御する同期駆
動手段とを具備したことを特徴とするレ−ザ計測装置。 - 【請求項２】 レ−ザ装置から出力されたパルスレ−ザ
光を被測定体に照射し、この被測定体からの散乱光を検
出するレ−ザ計測装置において、上記被測定体からの散
乱光をスペクトル分解する分光手段と、この分光手段に
よってスペクトル分解された光を光電子増幅する増幅手
段と、この増幅手段によって増幅された信号を積算する
積算手段と、上記レ−ザ装置から発振されたレ−ザ光の
パルス数が所定値に達したときに上記増幅手段へのレ−
ザ光の入射を遮断して上記積算手段に積算された信号を
取出す制御手段とを具備したことを特徴とするレ−ザ計
測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4247800A JPH06102086A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | レ−ザ計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4247800A JPH06102086A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | レ−ザ計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06102086A true JPH06102086A (ja) | 1994-04-12 |
Family
ID=17168845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4247800A Pending JPH06102086A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | レ−ザ計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06102086A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100946702B1 (ko) * | 2007-12-14 | 2010-03-12 | 한국기초과학지원연구원 | 광 수집계가 내장된 카세트 |
| KR101647062B1 (ko) * | 2016-01-08 | 2016-08-10 | 서강대학교산학협력단 | 다중경로 톰슨 산란을 이용한 플라즈마 진단 시스템 |
| KR101647063B1 (ko) * | 2016-01-08 | 2016-08-10 | 서강대학교산학협력단 | 다중 왕복경로 톰슨 산란을 이용한 플라즈마 진단 시스템 |
| US10811145B2 (en) | 2016-01-08 | 2020-10-20 | Industry-University Cooperation Foundation Sogang University | Plasma diagnosis system using multiple-path Thomson scattering |
| CN114694855A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-07-01 | 核工业西南物理研究院 | 一种用于测量磁约束聚变装置主离子温度的光谱诊断系统 |
-
1992
- 1992-09-17 JP JP4247800A patent/JPH06102086A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100946702B1 (ko) * | 2007-12-14 | 2010-03-12 | 한국기초과학지원연구원 | 광 수집계가 내장된 카세트 |
| KR101647062B1 (ko) * | 2016-01-08 | 2016-08-10 | 서강대학교산학협력단 | 다중경로 톰슨 산란을 이용한 플라즈마 진단 시스템 |
| KR101647063B1 (ko) * | 2016-01-08 | 2016-08-10 | 서강대학교산학협력단 | 다중 왕복경로 톰슨 산란을 이용한 플라즈마 진단 시스템 |
| WO2017119551A1 (ko) * | 2016-01-08 | 2017-07-13 | 서강대학교 산학협력단 | 다중경로 톰슨 산란을 이용한 플라즈마 진단 시스템 |
| WO2017119552A1 (ko) * | 2016-01-08 | 2017-07-13 | 서강대학교 산학협력단 | 다중 왕복경로 톰슨 산란을 이용한 플라즈마 진단 시스템 |
| US10803996B2 (en) | 2016-01-08 | 2020-10-13 | Industry-University Cooperation Foundation Sogang University | Plasma diagnosis system using multiple-reciprocating-pass Thompson scattering |
| US10811145B2 (en) | 2016-01-08 | 2020-10-20 | Industry-University Cooperation Foundation Sogang University | Plasma diagnosis system using multiple-path Thomson scattering |
| CN114694855A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-07-01 | 核工业西南物理研究院 | 一种用于测量磁约束聚变装置主离子温度的光谱诊断系统 |
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