초록 ▼

연구의 목적 및 내용
10¹⁸ m^-3 이상의 전자밀도를 가지는 헬륨 플라즈마에 대하여, 고분해능 레이저와 헬륨 전이선의 Stark broadening을 이용하여 새로운 개념의 플라즈마 물성 진단법을 개발하였다.
포화 흡수 분광학 기법을 이용하여 헬륨 2¹S-4¹P 전이선의 Stark broadening을 측정하여, 헬륨 유도 결합 플라즈마의 전자밀도를 성공적으로 결정하였다. 다른 진단법과의 비교 평가를 통하여 개발된 플라즈마 레이저 진단법의 정

연구의 목적 및 내용
10¹⁸ m^-3 이상의 전자밀도를 가지는 헬륨 플라즈마에 대하여, 고분해능 레이저와 헬륨 전이선의 Stark broadening을 이용하여 새로운 개념의 플라즈마 물성 진단법을 개발하였다.
포화 흡수 분광학 기법을 이용하여 헬륨 2¹S-4¹P 전이선의 Stark broadening을 측정하여, 헬륨 유도 결합 플라즈마의 전자밀도를 성공적으로 결정하였다. 다른 진단법과의 비교 평가를 통하여 개발된 플라즈마 레이저 진단법의 정확도를 검증하였다.
[ 헬륨 전이선의 Stark broadening 이론 연구 (1차년~2차년) ]
- 플라즈마 내 이온과 전자에 의한 헬륨 원자 미세 에너지 구조의 Stark broadening 이론 정립
- 레이저를 이용한 Stark broadening 측정을 위한 고분해능 흡수 분광학 이론정립
- Stark broadening에 의한 플라즈마 물성 진단을 위한 기본 알고리즘을 구성
[ Stark broadening을 이용한 헬륨 플라즈마 물성 진단 연구 (2차년~3차년) ]
- 플라즈마-레이저 상호작용에 의한 플라즈마의 분광신호 및 Stark broadening 측정 및 정확성 검증.
- 능동형 플라즈마 레이저 진단법을 이용한 헬륨 유도 결합 플라즈마의 전자밀도, 헬륨 기체 온도, 헬륨 2¹S 준안정준위 밀도 등의 플라즈마 물성 및 물성 분포 측정.
- 개발된 능동형 플라즈마 레이저 진단법의 KSTAR 응용성 평가

연구 개발 성과
· 플라즈마 내 이온과 전자에 의한 헬륨 전이선의 Stark broadening 및 다양한 주파수 선폭 확대의 특성 평가.
· 디버터 플라즈마와 같이 10¹⁸ m^-3 이상의 전자밀도를 가지는 헬륨 플라즈마의 물성을 진단할 수 있는 능동형 플라즈마 레이저 진단법 개발 및 검증.
· 세계적으로 시작단계에 있는 고분해능 레이저를 이용한 플라즈마 진단 분야 선도.

연구 개발 성과의 활용 계획(기대 효과)
· KSTAR 디버터 플라즈마 물성 진단 및 디버터 플라즈마 모델링 연구
· 분광학적 방법을 이용한 대기압 플라즈마 제트의 플라즈마 물성 진단
· 반도체 공정 플라즈마의 물성과 물성의 공간 분포 진단

(출처 : 요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose & Contents
We have developed a new plasma diagnostics by high resolution laser and Stark broadening of helium transition line in helium plasma of which electron density is higher than 10¹⁸ m^-3.
Stark broadening of helium transition line of 2¹S-4¹

Purpose & Contents
We have developed a new plasma diagnostics by high resolution laser and Stark broadening of helium transition line in helium plasma of which electron density is higher than 10¹⁸ m^-3.
Stark broadening of helium transition line of 2¹S-4¹P was measured by saturated absorption spectroscopy system. We have successfully measured
Stark broadening of helium in an inductively coupled plasma and verified the accuracy of the new laser diagnostics for He plasma with other plasma diagnostics of Langmuir probe method and line intensity ratio method combined with helium collisional radiative model.
[ Study on the Stark broadening of helium transition line ]
- Study on the Stark broadening for the fine structure of neutral helium by ions and electrons in plasma
- Study on the high resolution laser spectroscopy for Stark broadening
- Development of the algorithm for plasm diagnostics with Stark broadening
[ Helium plasm diagnostics with Stark broadening ]
- Measurement of Stark broadening of helium plasma and verification of the accuracy of the developed plasma laser diagnostics.
- Measurement of electron density, helium gas temperature, and the population density of helium 2¹S metastable state using active plasma laser diagnostics.
- Evaluation of KSTAR applicability of the developed laser diagnostics of

helium plasma.
Results
· Evaluation of Stark broadening for helium transition line by ions and electrons in plasma and various spectral line broadenings.
· Development of new active plasma laser diagnostics for the divertor plasma and atmospheric pressure plasma
· Leading to the plasma laser diagnostics for high resolution absorption spectroscopy

Expected Contribution
· Plasma diagnostics of KSTAR divertor plasma and divertor modeling
· Spectroscopic diagnostics of atmospheric pressure plasma jet
· Spatial distribution diagnostics of plasma parameters for the process plasma

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 국문 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• Contents ... 6
• 목차 ... 7
• 1. 연구 개발 과제의 개요 ... 8
• 1-1. 연구 개발 목적 ... 8
• 1-2. 연구 개발의 필요성 ... 8
• 1-3. 연구 개발 범위 ... 8
• 2. 국내외 기술 개발 현황 ... 9
• 3. 연구 수행 내용 및 결과 ... 10
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 73
• 4-1. 목표 달성도 ... 73
• 4-2. 관련 분야 기여도 ... 76
• 5. 연구 결과의 활용 계획 ... 77
• 6. 연구 과정에서 수집한 해외 과학 기술 정보 ... 77
• 7. 연구 개발 결과의 보안 등급 ... 77
• 8. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구 시설·장비 현황 ... 78
• 9. 연구 개발 과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 78
• 10. 연구 개발 과제의 대표적 연구 실적 ... 80
• 11. 기타 사항 ... 80
• 12. 참고 문헌 ... 81
• 끝페이지 ... 83