Birrefringência linear e atividade ótica na propagação de radiação infravermelha...
10.11606/T.43.1985.tde-28022014-121759
Vuolo, Jose Henrique (Catálogo USP)
Jose Henrique Vuolo
Galvao, Ricardo Magnus Osorio (Catálogo USP)
Birrefringência linear e atividade ótica na propagação de radiação infravermelha distante num tokamak
Uma teoria simples é desenvolvida para estudar a evolução da polarização de ondas eletromagnéticas de altas frequências em um plasma magnetizado. A birrefringência elíptica é separada nos efeitos de birrefringência linear e atividade ótica para frequências bem acima da frequência de plasma. É mostrado que birrefringência linear e atividade ótica são fenômenos essencialmente independentes, relacionados respectivamente com os campos magnéticos transversal e longitudinal. A teoria é aplicada ao estudo de diagnósticos de densidade eletrônica e corrente de plasma em tokamaks, baseados na polarimetria de um feixe de radiação infravermelha distante. As condições para birrefringência linear pura ou atividade ótica pura são deduzidas. Um método diferente e proposto para medir densidade eletrônica de plasma em um tokamak. A propagação de um feixe de radiação infravermelha distante é analisada para um percurso tangencial à uma linha de campo toroidal. É mostrado que o efeito sobre a polarização do feixe é uma rotação de Faraday pura dependente da densidade eletrônica de plasma e do campo magnético toroidal. Resultados de cálculos detalhados são apresentados para o caso do Tokamak TBR do IFUSP. Uma equação para a evolução na esfera de Poincaré do estado de polarização da onda eletromagnética se propagando em um plasma, e deduzida incluindo o efeito da atenuação em primeira ordem.
Linear birefringence and optical activity in propagation of far infrared radiation in a tokamak
A simple theory is developed to study the polarization of high-frequency electromagnetic waves in plasmas. The elliptical birefringence is separated into the effects of linear birefringence and optical activity for frequencies much above the plasma frequency. It is shown that linear birefringence and optical activity are essentially independent phenomena related respectively to the transversal and longitudinal magnetic fields. The theory is applied to study polarimetric methods for the measurement of electron density and plasma current in tokamaks. The conditions for pure linear birefringence or pure optical activity are derived. A different method is proposed for the measurement of the electron density in a tokamak. The propagation direction is considered tangential to a toroidal field line and it is shown that the effect on the polarization of the wave is reduced to pure optical activity related only to the toroidal field and to the electron density. Detailed calculations are presented for the TBR Tokamak. An equation is obtained for the polarization evolution on the Poincare sphere including attenuation to first order.