高性能マッハツェンダー干渉計の開発及びプリカーサ現象の解明

高性能马赫曾德尔干涉仪的研制及前兆现象的阐明

基本信息

批准号：
21860039
负责人：
松井信
金额：
$ 1.71万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度はまず静岡大学にてマッハツェンダー干渉システムの構築を試みた.レーザー源として最大5mWのHe-Neレーザーを用い,ビームスプリッタにより2つのビームに分けた後,再びビームスプリッタにより干渉させレーザー強度をフォトディテクタにより測定した.本システムはレーザー波長が可視域であるため性能評価には電子密度が10^<22>m^<-3>程度以上のプラズマ源が必要となる.そこで東京大学のレーザープラズマ風洞に適用した.本風洞は出力2kWの連続発振レーザーを集光させることで大気圧下でのプラズマ生成・維持が可能であり,過去の研究から電子密度が10^<23>m^<-3>程度あり検証用プラズマ源として適している.その結果,高圧流れであるため透過光の散乱及び機械的な振動の影響が大きく,干渉光の強度変化が得られたもののこれが電子密度によるものなのかは判別できなかった.次に気流や機械振動の影響を除くため,干渉レーザー光の位相変換を直接測定するヘテロダインシステムの構築を試みた.これはレーザー光を音響素子に通すことで40MHz変調させ,その周波数からのズレを測ることで位相情報を直接得ることができ振動等の影響を除去できる.周波数の測定には高速オシロスコープで直接測定するのではなく,アナログ位相検波器を導入することで安価かつ20ns以上の応答性を持つ計測システムを構築した.次年度,新しいシステムを再びレーザープラズマ風洞に適用し性能評価を行った後,衝撃波管に適用する予定である.

今年，我们在静冈大学首次尝试构建马赫-曾德干涉系统。我们使用最大功率为5 mW的氦氖激光器作为激光源，使用分束器将其分成两束后，我们使用分束器再次相互干涉来调整激光强度，使用光电探测器测量。由于该系统的激光波长在可见光范围内，因此电子密度为10^来进行性能评估。需要约<22>m^<-3>或更大的等离子体源，因此，我们将其应用于东京大学的激光等离子体风洞，该风洞使用输出功率为2kW的连续波激光器。在大气压下聚焦光可以产生并维持等离子体，过去的研究表明电子密度在10^<23>m^<-3>左右，适合作为等离子体源进行验证。结果，因为它是高压流透射光的散射和机械振动的影响较大，虽然得到了干涉光强度的变化，但无法确定这是否是由于电子密度造成的。接下来，为了消除气流和机械振动、干扰我们试图构建一个直接测量激光相位转换的外差系统。该系统通过声学元件将激光调制到 40MHz，并测量与该频率的偏差。这样做可以直接获得相位信息，消除振动等影响。采用模拟鉴相器测量频率，而不是用高速示波器直接测量频率，成本低廉，具有较高的性价比。明年，我们计划再次将新系统应用于激光等离子体风洞并评估其性能，然后将其应用于激波管。