웨이블렛 변환을 이용한 정전 탐침 자료 분석 알고리즘 개발 = Analysis Algorithm for a Probe Trace Based on Wavelet Transformations
ECR 식각 플라즈마에서 정전 Langmuir 탐침으로 얻은 자료의 해석을 위하여 Dauberchies 웨이블렛과 이중 직교 웨이블렛 변환을 이용한 새로운 알고리즘을 개발하였다. 이 알고리즘을 이용한 자료해석 방식에서는 해석자의 선택적 입력 값을 최소로 하고 자료의 잡음제거시 일반적으로 사용하고 있는 평균을 기초로 하는 통계적인 방법을 사용하지 않았다. 본 알고리즘에서는 Dauberchies 웨이블렛을 이용하여 자료의 저주파 성분만을 추출함으로 포화 이온 및 전자 전류성분을 변환 자료에서 직접 구하였다. 또한, 원시 자료의 1차 미분자료에 대한 이중 직교 웨이블레서 변환을 이용하여 플라즈마 전위를 직접 구할 수 있어 웨이블렛 변환을 거치는 과정에서 플라즈마 전자온도를 구하는 영역이 일관성 있게 정의되었다. 전자분포 모델은 ECR 플라즈마의 특징인 hot과 bulk의 두 가지 온도를 가지는 bi-Maxwallian 분포로 가정하고 Martquardt 방법을 사용한 비선형 fitting 방법으로 두 가지 전자 온도를 구하였다. 포화 이온 및 전자 전류 곡선의 플라즈마 전위에 해당하는 전류 값으로부터 플라즈마 이온 및 전자 밀도를 얻었으며 임의의 자료에 대한 알고리즘의 정확성 검사 결과 90%이상의 정확도를 보였다.
더보기A new algorithm for automating the analysis of Langmuir-probe traces taken from the ECR magnetized plasma is developed through the Daubechies wavelet and the bi-orthogonal wavelet transformations. This approach minimizes the operator-specified inputs and provides de-noised data without using the statistical method based on the averaging techniques. In this algorithm, the electron and ion current lines are obtained from the low frequency information of the Daubechies wavelet processed data. From the bi-orthogonal wavelet transform for the differentiated data, the plasma potential can be clearly determined. The region for obtaining the electron temperature can be systematically chosen from these processed data without operator-specified inputs. The electrons are modeled by a bi-Maxwellian distribution with hot and cold temperatures and nonlienar fitting method (a Martquardt method) is used to determine the electron temperatures from this region. Ion and electron plasma densities are obtained from the ion and the electron current at the plasma potential, respectively. The evaluation results by using the artificially generated data shows over 90% accuracy.
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