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《中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心)》 2007年
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柱形表面波等离子体基本参数诊断研究

徐杰  
【摘要】: 表面波等离子体源是受广泛关注研究的新一代等离子体源。而射频激励产生的高密度柱形表面波等离子体可与电磁波相互作用,可以类似鞭状金属天线接收、发射电磁波,进行无线通信,是等离子体天线的重要组成部分。 针对本实验室柱形表面波等离子体系统,从高频功率输入等离子体的机理出发,讨论柱形等离子体的产生。理论上分析,柱形表面波等离子体径向密度分布近似为贝塞尔分布;轴向密度分布与激励功率、碰撞频率以及气体电离阈值等参数密切相关,并通过数值计算,微波透射和发射光谱的等离子体参数诊断验证其分析结果。分别利用三种不同的测量方法得到等离子体电离阻抗,讨论电离阻抗匹配网络的设计;并给出了一定频段下,柱形等离子体电离阻抗的一种理论分析方法。介绍表面波传输的概况,讨论均匀柱形等离子体的色散关系及电磁场分布,采用双探针的方法对柱形等离子体表面的波矢分布进行了测量。讲述实验室的等离子体实验数据采集系统,介绍了在LabVIEW编程环境下的一个远程数据采集系统,其实现了数据实时采集、存储、传输以及分析有机的结合。 通过本文的讨论分析,初步建立本实验室柱形表面波等离子体的理论模型和得到有意义的等离子体参数,为日后的深入研究打下一定的基础。
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