微波干涉儀設計與射頻等離子體診斷.pdf

1、等離子體是一個復雜的多參量體系，對電子密度，電子溫度、活性粒子密度、電子能量分布等參量進行診斷，是低溫等離子體研究的重要工作。在等離子體診斷技術中，利用微波和等離子體相互作用的等離子體參數(shù)診斷技術具有無擾動、時間分辨率高等特點;不同的相互作用機制發(fā)展出了多樣化的微波診斷方法，其在等離子體特性研究中發(fā)揮著越來越重要的作用。
　　本文設計構建了零拍微波干涉儀診斷系統(tǒng)，并用其對電容耦合等離子體密度進行了測量，對干涉儀系統(tǒng)的性能進行了分析

2、。利用質量能量分析儀對氫氣等離子體離子特征進行了診斷，研究了氫氣分子束流引入對ECR氫等離子體中離子特征的影響。
　　根據(jù)待測等離子體的密度范圍及尺寸，我們選用10 GHz的微波作為干涉儀系統(tǒng)的工作頻率，并根據(jù)系統(tǒng)中各部分功率的損耗，確定出我們所選擇的干涉儀器件，系統(tǒng)使用聚焦喇叭天線發(fā)射和接收微波。利用所搭建干涉儀對氬氣等離子體密度測量，實驗中測量結果顯示干涉儀相位噪聲標準差為0.057度，對應的弦平均電子密度誤差為3.37×10

3、7 cm-3。利用脈沖調(diào)制的400 kHz射頻放電，在放電功率80 W、氣壓100 Pa和占空比50％條件下，測量的氬氣等離子體密度為5.9×109cm-3，等離子體達到最大密度需要的時間為2.5ms，而功率上升沿的時間為3μs，
　　利用質量能量分析儀對等離子體的離子種類和離子能量進行了研究，在電子回旋共振氫氣放電中，探測到了H+、H2+和H3+三種離子，其中以H2+離子為主，離子密度和離子平均能量都隨輸入功率的增加而增加，實驗