Diagnostic alkali atom (e.g., lithium) beams are routinely used to diagnose magnetically confined plasmas, namely, to measure the plasma electron density profile in the edge and the scrape off layer region. A light splitting optics system was installed into the observation system of the lithium beam emission spectroscopy diagnostic at the Joint European Torus (JET) tokamak, which allows simultaneous measurement of the beam light emission with a spectrometer and a fast avalanche photodiode (APD) camera. The spectrometer measurement allows density profile reconstruction with ∼10 ms time resolution, absolute position calculation from the Doppler shift, spectral background subtraction as well as relative intensity calibration of the channels for each discharge. The APD system is capable of measuring light intensities on the microsecond time scale. However ∼100 μs integration is needed to have an acceptable signal to noise ratio due to moderate light levels. Fast modulation of the beam up to 30 kHz is implemented which allows background subtraction on the 100 μs time scale. The measurement covers the 0.9 < ρpol < 1.1 range with 6-10 mm optical resolution at the measurement location which translates to 3-5 mm radial resolution at the midplane due to flux expansion. An automated routine has been developed which performs the background subtraction, the relative calibration, and the comprehensive error calculation, runs a Bayesian density reconstruction code, and loads results to the JET database. The paper demonstrates the capability of the APD system by analyzing fast phenomena like pellet injection and edge localized modes.

1.
M.
Brix
,
A.
Korotkov
,
M.
Lehnen
,
P.
Morgan
,
K.
McCormick
,
J.
Schweinzer
,
D.
Summers
, and
J.
Vince
, in
Proceedings of 28th EPS Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics
(
ECA–European Conference Abstracts
,
Madeira
,
2001
), Vol. 25, p.
389
.
2.
M.
Willensdorfer
,
G.
Birkenmeier
,
R.
Fischer
,
F. M.
Laggner
,
E.
Wolfrum
,
G.
Veres
,
F.
Aumayr
,
D.
Carralero
,
L.
Guimarais
,
B.
Kurzan
, and
ASDEX Upgrade Team
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
56
,
025008
(
2014
).
3.
G.
Anda
,
A.
Bencze
,
M.
Berta
,
D.
Dunai
,
P.
Hacek
,
J.
Krbec
,
D.
Réfy
,
T.
Krizsanóczi
,
S.
Bató
,
T.
Ilkei
,
I.
Kiss
,
G.
Veres
, and
S.
Zoletnik
,
Fusion Eng. Des.
108
,
1
(
2016
).
4.
H.
Stoschus
,
D. M.
Thomas
,
B.
Hudson
,
J. M. M.
Burgos
, and
J.
Schweinzer
,
Rev. Sci. Instrum.
83
,
10D508
(
2012
).
5.
G.
Anda
,
D.
Dunai
,
M.
Lampert
,
T.
Krizsanóczi
,
J.
Németh
,
S.
Bató
,
Y. U.
Nam
,
G. H.
Hu
, and
S.
Zoletnik
,
Rev. Sci. Instrum.
89
,
013503
(
2018
).
6.
M.
Brix
,
D.
Dodt
,
D.
Dunai
,
I.
Lupelli
,
S.
Marsen
,
T.
Melson
,
B.
Meszaros
,
P.
Morgan
,
G.
Petravich
,
D.
Réfy
 et al,
Rev. Sci. Instrum.
83
,
10D533
(
2012
).
7.
M.
Lampert
,
G.
Anda
,
A.
Czopf
,
G.
Erdei
,
D.
Guszejnov
,
Á.
Kovácsik
,
G. I.
Pokol
,
D.
Réfy
,
Y. U.
Nam
, and
S.
Zoletnik
,
Rev. Sci. Instrum.
86
,
073501
(
2015
).
8.
T.
Morisaki
,
A.
Komori
,
O.
Motojima
, and
LHD Experimental Group
,
Rev. Sci. Instrum.
74
,
1865
(
2003
).
9.
D.
Dunai
,
S.
Zoletnik
,
J.
Sárközi
, and
A. R.
Field
,
Rev. Sci. Instrum.
81
,
103503
(
2010
).
10.
S.
Zoletnik
,
G.
Petravich
,
A.
Bencze
,
M.
Berta
,
S.
Fiedler
,
K.
McCormick
, and
J.
Schweinzer
,
Rev. Sci. Instrum.
76
,
073504
(
2005
).
11.
S.
Zoletnik
,
M.
Anton
,
M.
Endler
,
S.
Fiedler
,
M.
Hirsch
,
K.
McCormick
,
J.
Schweinzer
, and
W7-AS Team
,
Phys. Plasmas
6
,
4239
(
1999
).
12.
D. M.
Thomas
,
A. W.
Hyatt
, and
M. P.
Thomas
,
Rev. Sci. Instrum.
61
,
3040
(
1990
).
13.
Y. U.
Nam
,
S.
Zoletnik
,
M.
Lampert
, and
Á.
Kovácsik
,
Rev. Sci. Instrum.
83
,
10D531
(
2012
).
14.
S.
Zoletnik
,
L.
Bardoczi
,
A.
Kraemer-Flecken
,
Y.
Xu
,
I.
Shesterikov
,
S.
Soldatov
,
G.
Anda
,
D.
Dunai
,
G.
Petravich
, and
TEXTOR Team
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
54
,
065007
(
2012
).
15.
M.
Reich
,
E.
Wolfrum
,
J.
Schweinzer
,
H.
Ehmler
,
L. D.
Horton
,
J.
Neuhauser
, and
ASDEX Upgrade Team
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
46
,
797
(
2004
).
16.
E.
Wolfrum
,
J.
Schweinzer
,
M.
Reich
,
L. D.
Horton
, and
C. F.
Maggi
,
Rev. Sci. Instrum.
77
,
033507
(
2006
).
17.
K.
Kamiya
,
T.
Fujita
,
A.
Kojima
, and
H.
Kubo
,
Rev. Sci. Instrum.
81
,
033502
(
2010
).
18.
Ö.
Asztalos
,
G.
Pokol
,
D.
Dunai
,
G.
Boguszlavszkij
,
Á.
Kovácsik
,
M.
Hellermann
,
K.
Kamiya
,
T.
Suzuki
, and
A.
Kojima
,
Fusion Eng. Des.
123
,
861
(
2017
).
19.
M.
Berta
,
G.
Anda
,
M.
Aradi
,
A.
Bencze
,
C.
Buday
,
I.
Kiss
,
S.
Tulipán
,
G.
Veres
,
S.
Zoletnik
,
J.
Havlícek
, and
P.
Háček
,
Fusion Eng. Des.
88
,
2875
(
2013
).
20.
J.
Galdon-Quiroga
,
J.
Rivero-Rodriguez
,
M.
Garcia-Munoz
,
G.
Birkenmeier
,
E.
Viezzer
,
J.
Ayllon-Guerola
,
M.
Dunne
,
J.
Garcia-Lopez
,
J.
Gonzalez-Martin
,
M.
Jimenez-Ramos
,
M.
Rodriguez-Ramos
,
L.
Sanchis-Sanchez
,
E.
Wolfrum
, and
ASDEX Upgrade Team
,
J. Instrum.
12
,
C08023
(
2017
).
21.
R.
Pasqualotto
,
P.
Nielsen
,
C.
Gowers
,
M.
Beurskens
,
M.
Kempenaars
,
T.
Carlstrom
,
D.
Johnson
, and
JET-EFDA Contributors
,
Rev. Sci. Instrum.
75
,
3891
(
2004
).
22.
L.
Meneses
,
L.
Cupido
,
A. A.
Ferreira
,
S.
Hacquin
,
M.
Manso
, and
JET-EFDA Contributors
,
Rev. Sci. Instrum.
77
,
10E927
(
2006
).
23.
G.
Wang
,
E. J.
Doyle
,
W. A.
Peebles
,
L.
Zeng
,
T. L.
Rhodes
,
S.
Kubota
,
X.
Nguyen
, and
N. A.
Crocker
,
Rev. Sci. Instrum.
75
,
3800
(
2004
).
24.
E.
Wolfrum
,
F.
Aumayr
,
D.
Wutte
,
H.
Winter
,
E.
Hintz
,
D.
Rusbüldt
, and
R. P.
Schorn
,
Rev. Sci. Instrum.
64
,
2285
(
1993
).
25.
J.
Schweinzer
,
E.
Wolfrum
,
F.
Aumayr
,
M.
Pockl
,
H.
Winter
,
R. P.
Schorn
,
E.
Hintz
, and
A.
Unterreiter
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
34
,
1173
(
1992
).
26.
R.
Fischer
,
E.
Wolfrum
,
J.
Schweinzer
, and
ASDEX Upgrade Team
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
50
,
085009
(
2008
).
27.
K.
McCormick
,
S.
Fiedler
,
G.
Kocsis
,
J.
Schweinzer
, and
S.
Zoletnik
,
Fusion Eng. Des.
34-35
,
125
(
1997
).
28.
G.
Bodnar
,
S.
Bató
,
S.
Zoletnik
,
M.
Brix
, and
R.
Gomes
, JET Internal Report EFDA–JET–CP(14)05/11,
2014
.
29.
A. R.
Field
,
D.
Dunai
,
R.
Gaffka
,
Y.-C.
Ghim
,
I.
Kiss
,
B.
Meszaros
,
T.
Krizsanoczi
,
S.
Shibaev
, and
S.
Zoletnik
,
Rev. Sci. Instrum.
83
,
013508
(
2012
).
30.
D.
Guszejnov
,
G. I.
Pokol
,
I.
Pusztai
,
D.
Réfy
,
S.
Zoletnik
,
M.
Lampert
, and
Y. U.
Nam
,
Rev. Sci. Instrum.
83
,
113501
(
2012
).
31.
I.
Pusztai
,
G.
Pokol
,
D.
Dunai
,
D.
Réfy
,
G.
Por
,
G.
Anda
,
S.
Zoletnik
, and
J.
Schweinzer
,
Rev. Sci. Instrum.
80
,
083502
(
2009
).
32.
H.
Zohm
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
38
,
105
(
1996
).
33.
M.
Willensdorfer
,
E.
Wolfrum
,
R.
Fischer
,
J.
Schweinzer
,
M.
Sertoli
,
B.
Sieglin
,
G.
Veres
,
F.
Aumayr
, and
ASDEX Upgrade Team
,
Rev. Sci. Instrum.
83
,
023501
(
2012
).
34.
E. R.
Solano
,
N.
Vianello
,
E.
Delabie
,
J.
Hillesheim
,
P.
Buratti
,
D.
Réfy
,
I.
Balboa
,
A.
Boboc
,
R.
Coelho
,
B.
Sieglin
,
S.
Silburn
,
P.
Drewelow
,
S.
Devaux
,
D.
Dodt
,
A.
Figueiredo
,
L.
Frassinetti
,
S.
Marsen
,
L.
Meneses
,
C.
Maggi
,
J.
Morris
,
S.
Gerasimov
,
M.
Baruzzo
,
M.
Stamp
,
D.
Grist
,
I.
Nunes
,
F.
Rimini
,
S.
Schmuck
,
I.
Lupelli
,
C.
Silva
, and
JET Contributors
,
Nucl. Fusion
57
,
022021
(
2017
).
You do not currently have access to this content.