MEASUREMENT OF TRANSIENT STARK AND ZEEMAN SHIFTS USING A FIZEAU INTERFEROMETER

Résumé
Des déplacements de longueur d'onde des raies spectrales émises par un plasma peuvent être le résultat d'effets Doppler, Stark, Zeeman ou de combinaison de ces effets. Ces déplacements sont ordinairement transitoires et difficiles à détecter en présence d'un élargissement simultané de la raie. Une publication récente (Burgess et Cooper, 1965) décrit un instrument dérivant de l'interféromètre de Fizeau, destiné à la mesure du rapport déplacement/largeur de raies émises par des plasmas où l'effet Stark est dominant. L'instrument a depuis été adapté à la mesure de champs magnétiques dans des plasmas en utilisant l'effet Zeeman. Sous sa nouvelle forme il est aussi adapté à la mesure des déplacements Doppler. Nous résumons les avantages de l'interféromètre de Fizeau à ondes multiples dans de telles applications. L'instrument de Burgess et Cooper a été modifié par l'addition d'un troisième photomultiplicateur et d'un système polarisant. Avec le dispositif utilisé pour la mesure de champs magnétiques il est possible de séparer les effets de déplacements Stark simultanés et de mesurer la largeur de raie. Nous discutons la correction des effets instrumentaux, et présentons des résultats de mesures de champs magnétiques piégés dans un pincement stabilisé en Z ; une comparaison est faite avec les résultats obtenus au moyen d'un laser à Argon par deux techniques différentes.

Abstract
Shifts in the wavelength of spectral lines emitted by plasmas can be the result of Doppler, Stark or Zeeman effects, or combinations of these. Such shifts are usually transient and difficult to detect in the presence of simultaneous broadening of the line. A recent publication (Burgess and Cooper 1965) described an instrument, based on the Fizeau interferometer, designed for the measurement of shift to width ratios of spectral lines emitted from Stark dominated plasmas. This instrument has now been adapted for the measurement of magnetic fields in plasmas utilising the Zeeman effect. In its new form it is also equally suited to the measurement of Doppler shifts. The advantages of multiple beam Fizeau interferometers in such applications are summarized. The instrument described by Burgess and Cooper, has been modified by the use of a third photomultiplier and polarizing optics. With the arrangement used for measuring magnetic fields, it is possible to discriminate against the effects of simultaneous Stark shifts and also to measure the line width. Correction for instrumental effects is discussed. Experimental measurements of trapped magnetic fields in a stabilized Z-pinch are presented, and compared with those obtained using two techniques an Ar II laser.