The application of angular variable technique to plasma polarimetry

• Autorzy: Chrzanowski J. , Bieg B.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie metody zamiennych kątowych w polarymetrii plazmy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

An efficient theory of the polarization state evolution of electromagnetic wave at the magnetized plasma is presented. Angular variable technique (AVT), developed on the basis of quasi-isotropic approximation (QIA) of geometrical optics, describes both quasi-longitudinal propagation (Faraday Effect) and quasi-transverse propagation (Cotton-Mouton effect), even in the case when both effect combine nonlinearly. It could be used as a theoretical background for a polarimetric diagnostic of at any type laboratory or interstellar plasma as long as the conditions of weak anisotropy and weak inhomogeneity are fulfilled. As an example, equations of AVT are applied to magnetized plasma with parameters typical for magnetic fusion devices.

PL

W artykule przedstawiona jest teoria ewolucji stanu polaryzacji fali elektromagnetycznej w niejednorodnym ośrodku, jakim jest plazma znajdująca się w polu magnetycznym. Prezentowana technika zmiennych kątowych (AVT) została opracowana na podstawie przybliżenia quasi-izotropowego (QIA) optyki geometrycznej. Opisuje ona zmiany polaryzacji zarówno w przypadku propagacji równoległej do pola magnetycznego (efekt Faradaya), jak i propagacji poprzecznej (efekt Cotton- -Moutona). Umożliwia również interpretację pomiaru polarymetrycznego, w przypadku gdy oba efekty są istotne i oddziałują ze sobą nieliniowo. Proponowany formalizm może stanowić podstawę teoretyczną diagnostyki polarymetrycznej dla dowolnego typu plazmy, o ile spełnione są warunki słabej anizotropii i słabej niejednorodności. Równania AVT zastosowano do namagnesowanej plazmy o parametrach występujących we współczesnych reaktorach termojądrowych.

Słowa kluczowe

EN

plasma; polarymetry; angular variable technique; AVT

PL

plazma; polarymetria; technika zmiennych kątowych; AVT

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji
• Rocznik: 2017
• Tom: no. 3
• Strony: 59--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Chrzanowski J.

• Maritime University of Szczecin Faculty of Marine Engineering Waly Chrobrego 1-2, 70-500 Szczecin, Poland

autor

Bieg B.

• Maritime University of Szczecin Faculty of Marine Engineering Waly Chrobrego 1-2, 70-500 Szczecin, Poland

Bibliografia

• 1. IPP Summer University for Plasma Physics, ed. Muller H.W., Hirsch M., Max-Planck-Institute fur Plasmaphysik, Graifswald, Germany, 2007.
• 2. Guenther K. et al.: Approximate method to extract the pure Faraday and Cotton-Mouton effects from polarimetry measurements in a tokamak. Plasma Phys. Control. Fusion, 2004, 46, 1423.
• 3. Segre S.E., Zanza V.: Derivation of the pure Faraday and Cotton-Mouton effects when polarimetric effectsin a tokamak are large. Plasma Phys. Control. Fusion, 2006, 48, 339.
• 4. Budden K.G.: Radio Waves in the Ionosphere, Cambridge Univ. Press, Cambridge, UK, 1961.
• 5. Ginzburg V.I.: Propagation of Electromagnetic Waves in Plasma, Gordon and Breach, New York, 1970.
• 6. Kravtosv Yu.A.: Quasiisotropic approximation of geometrical optics. Sov. Phys. - Doklady, 1969, 13, 1125.
• 7. Kravtsov Yu.A., Naida O.N., Fuki A.A.: Waves in weakly anisotropic 3D inhomogeneous media: quasi-isotropic approximation of geometrical optics. Physics-Uspekhi, 1996, 39, 129.
• 8. Born M., Wolf E.: Principles of Optics, Pergamon, Oxford, 1980.
• 9. Kravtsov Yu.A., Bieg B.: Evolution of complex amplitudes ratio in weakly anisotropic plasma. J. Plasma Physics, 2010, 76, 795.
• 10. Czyz Z.H., Kravtsov Yu.A., Bieg B.: Complex polarization angle: Relation to traditional polarization parameters and application to microwave plasma polarimetry. Physics Letters A, 2007, 368, 101.
• 11. Fujiwara H.: Spectroscopic Ellipometry: Principles and Applications, John Willey & Sons, 2007.
• 12. Segre S.E.; A Review of Plasma Polarimetry - Theory and Methods. Plasma Phys. Control. Fusion, 1999, 41, R57.
• 13. Chrzanowski J., Kravtsov Yu.A.: A new method of determining the parameters of thermonuclear plasma on the basis of multichannel polarimetric measurements. Nukleonika 2013, 58, 281.
• 14. Bieg B., Chrzanowski J., Kravtsov Yu.A., Mazon D.: Polarimetry data inversion in conditions of tokamak plasma: Model based tomography concept. Fusion Engineering and Design, 2015, 96, 756.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).