等离子体吸收探针研制

论文摘要

低温等离子体技术在工业领域获得了越来越广泛的应用。随着其应用的不断发展,低温等离子体参数的诊断技术也越来越多的得到了人们的关注。低温等离子体诊断方法多种多样,传统的诊断方法如朗谬尔探针诊断法仍在为大家所使用。但随着工艺要求上的不断提高,精度上的日趋细致,许多传统方法在工业应用中无法获得预期的效果。因此,本文主要围绕一种新兴的诊断技术——等离子体吸收探针的理论与设计而开展相关研究。等离子体吸收探针诊断技术是依据表面波共振吸收的原理发展起来的。本文围绕本诊断技术,分别从探针装置的理论模型推导、数值仿真模拟和实验方案实施三个方面加以阐述。在理论模型上,依据等离子体吸收探针的结构,分区域将探针以电磁理论模型加以推导,分别给出各部分的表面波色散关系,分析各因素对探针诊断的影响,并得到天线区共振是起着表面波共振的决定性因素的结论。之后,分别通过仿真与实验对理论模型推导进行验证。由表面波共振吸收时的频率关系ωpe=ωSW·（1 +ε）d)1/2,最终可以通过一系列的共振吸收值推导出等离子体的电子密度。本诊断方法在射频放电等离子体源测量中已得到应用。本文最后,对本诊断装置提出了建议,作出展望,为今后在本诊断方法上的进一步发展提供参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 低温等离子体技术概述
• 1.2 低温等离子体诊断技术概述
• 1.3 等离子体吸收探针诊断法研究现状
• 1.4 本文主要内容
• 2 等离子体吸收探针诊断法电磁理论
• 2.1 等离子体表面波共振吸收原理
• 2.2 等离子体吸收探针结构
• 2.3 等离子体吸收探针电磁理论推导
• 2.4 本章小结
• 3 等离子体吸收探针仿真模拟
• 3.1 等离子体吸收探针仿真设计
• 3.2 电磁理论模型仿真模拟比较
• 3.3 仿真模拟中等离子体密度测量
• 3.4 本章小结
• 4 等离子体吸收探针研制
• 4.1 实验装置介绍
• 4.2 等离子体吸收探针实验分析
• 4.3 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 研究工作总结
• 5.2 未来工作展望
• 致谢
• 参考文献