The optical characteristics of contaminating films on Mo, SS and Cu mirror samples exposed in plasma devices

Abstract

The optical methods with the use of in-vessel first mirrors (FMs) are expected to occupy an important place in the diagnostic complex of the future fusion reactor ITER. As the surface of FMs will be subjected to physical sputtering by high-energy D and T charge-exchange atoms, this can lead to a decline in the initial FM reflectance. The second factor of FM reflectance deterioration is the redeposition of contaminants on the mirror surface. In the paper, optical indices and thickness values of the films deposited on Mo and SS mirrors in the tokamak TRIAM-1M as well as on SS and Cu mirrors in the torsatron URAGAN-3M were studied by ellipsometry at the wavelength λ=632.8 nm. The spectral reflectance at normal incidence of light for all the samples was measured in the wavelength range λ=253–650 nm. The optical parameters of TRIAM-1M films were determined as the film was progressively removed by deuterium plasma ions in the stand DSM-2.

Оптичні методи з використанням внутрікамерних перших дзеркал (ПЗ) будуть займати важливе місце в діагностичному комплексі майбутнього реактора синтезу ІTER. Тому що поверхня ПЗ буде піддаватися фізичному розпиленню високоенергетичними атомами перезарядження D і T, це може привести до зниження початкового коефіцієнта відбиття (КВ). Другим фактором погіршення КВ буде переосадження забруднювачів на поверхню дзеркала. Для плівок, осаджених на Mo і SS дзеркала в токамаку TRIAM-1M, а також на SS і Cu дзеркала в торсатроні УРАГАН-3M, методом eліпсометрії вивчалися товщини і константи на довжині хвилі λ=632.8 нм. Спектральний КВ усіх зразків при нормальному падінні світла був виміряний у діапазоні λ=253–650 нм. Оптичні параметри плівок із TRIAM-1M були визначені на стадіях поступового видалення плівки іонами дейтерієвої плазми в стенді ДСМ-2.

Оптические методы с использованием внутрикамерных первых зеркал (ПЗ) будут занимать важное место в диагностическом комплексе будущего реактора синтеза ITER. Так как поверхность ПЗ будет подвергаться физическому распылению высокоэнергетическим D и T атомами перезарядки, это может привести к снижению исходного коэффициента отражения (КО). Вторым фактором ухудшения КО будет переосаждение загрязнителей на поверхность зеркала. Для пленок, осажденных на Mo и SS зеркала в токамаке TRIAM-1M, а также на SS и Cu зеркала в торсатроне УРАГАН-3M методом эллипсометрии изучались толщины и константы на длине волны λ=632.8 нм. Спектральный КО всех образцов при нормальном падении света был измерен в диапазоне λ=253–650 нм. Оптические параметры пленок из TRIAM-1M были определены на стадиях постепенного удаления пленки ионами дейтериевой плазмы в стенде ДСМ-2.