[發明專利]一種等離子體中負離子密度測量系統和方法

在審

• 申請號: 201810170811.4
• 申請日: 2018-03-01
• 公開（公告）號: CN108419352A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 高飛;王友年
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: H05H1/00
• 分類號: H05H1/00;C23F4/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王加貴

1.一種等離子體中負離子密度測量系統，其特征在于：包括真空室底板、真空室蓋板、第一石英玻璃窗和第二石英玻璃窗，所述真空室底板、所述真空室蓋板、所述第一石英玻璃窗和所述第二石英玻璃窗密封連接構成真空室；所述真空室底板或所述真空室蓋板上設有中空法蘭，所述中空法蘭密封連接有直線驅動部件，所述直線驅動部件的尾端密封連接有陶瓷桿，所述陶瓷桿內設有微波探針，所述微波探針的一端位于所述真空室內，所述微波探針的另一端與網絡分析儀電連接；所述第一石英玻璃窗或第二石英玻璃窗的外側設有激光器，所述激光器發射出的激光能夠透過所述第一石英玻璃窗和第二石英玻璃窗并與所述微波探針的探針尖相交，所述激光器發射出的激光能夠對穿透區域內的負離子進行全剝離。

2.根據權利要求1所述的等離子體中負離子密度測量系統，其特征在于：所述激光器設置在一升降平臺上。

3.根據權利要求2所述的等離子體中負離子密度測量系統，其特征在于：所述升降平臺上還設有一光學透鏡，所述光學透鏡設置在所述激光器與所述第一石英玻璃窗或所述第二石英玻璃窗之間。

4.根據權利要求2或3所述的等離子體中負離子密度測量系統，其特征在于：還包括架臺，所述真空室底板和所述升降平臺均設置在所述架臺上，所述架臺的底部設有萬向輪。

5.根據權利要求2或3所述的等離子體中負離子密度測量系統，其特征在于：所述微波探針的探針尖與所述激光器產生的激光等高且能夠同步上下移動。

6.根據權利要求1所述的等離子體中負離子密度測量系統，其特征在于：所述激光器為YAG激光器。

7.根據權利要求1所述的等離子體中負離子密度測量系統，其特征在于：所述微波探針為發夾探針。

8.一種等離子體中負離子密度測量方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1：向真空室內通入電負性工作氣體，并采用與通入的電負性工作氣體相應的產生等離子體的方法使電負性工作氣體產生電負性等離子體；

S2：開啟網絡分析儀，保持激光器關閉，采用網絡分析儀和微波探針測量電負性等離子體中的電子密度n_e0；

S3：打開激光器，并保持網絡分析儀開啟，采用網絡分析儀和微波探針測量電子密度n_e1；電負性等離子體中的負離子密度n^-可通過公式n^-＝n_e1-n_e0求得。

9.根據權利要求8所述的等離子體中負離子密度測量方法，其特征在于：還包括如下步驟：

S4：同時上下移動微波探針和激光器，并循環進行步驟S2和S3，測出真空室沿Z軸方向不同高度處的負離子密度，得到真空室中Z軸方向上負離子密度的空間分布情況。