[實用新型]雙頻驅動等離子發生器的微波功率源及等離子發生系統

有效

• 申請號: 202020590172.X
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN211671044U
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 林默原;章瑩;姚利峰
• 申請（專利權）人: 蘇州邁微能等離子科技有限公司
• 主分類號: H05H1/46
• 分類號: H05H1/46
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 吳芳

本實用新型公開了一種雙頻驅動等離子發生器的微波功率源及等離子發生系統，微波功率源包括微波信號發生單元和系統控制單元，其中，微波信號發生單元包括第一微波信號發生器和第二微波信號發生器；在等離子發生器的激發點火階段，第一微波信號發生器工作；在等離子發生器由激發點火階段向維持階段過渡期間，兩個微波信號發生器同時工作；在等離子發生器的維持階段，至少第二微波信號發生器工作；且系統控制單元控制兩微波信號發生器使微波功率源產生的微波信號頻率與等離子負載的頻率響應匹配。本實用新型使用兩個微波信號發生器，一個用于激發等離子并維持至負載穩定，另一個在等離子體激發后，匹配等離子負載所需的頻率變化并穩定維持等離子體。

相關申請的交叉引用

本實用新型要求申請日為2020年3月18日、申請號為CN2020101914424的中國專利申請的優先權，其全部內容通過引用合并于此。

技術領域

本實用新型涉及等離子體物理領域，特別涉及一種雙頻驅動等離子發生器的微波功率源及等離子發生系統。

背景技術

微波等離子是指通過電磁波傳輸能量激發氣體產生電離形成等離子體，相較于其他方式激勵等離子體，微波等離子體具備以下優勢：1、較高的電離與分解程度；2、電子溫度較高，從而達到較低的等離子溫度；3、沒有電極，不會產生因為電極損耗產生的污染；4工作氣壓范圍寬、可應用在多種氣體。微波等離子技術也廣泛應用在材料合成、材料分析、表面處理、醫療美容、半導體材料制備等多個工業領域。

微波等離子設備的工作狀態包括點火激發及激發后的維持狀態，在激發等離子時的頻點和維持等離子時的頻點相差較大，在激發等離子完成后，頻率需要調節至另一個頻點匹配等離子負載的變化，這過程中容易產生等離子體不穩定甚至中斷的現象。

實用新型內容

為了克服現有技術存在的不足，本實用新型提供了一種雙頻驅動等離子發生器的微波功率源及等離子發生系統，使用兩個微波信號發生器，產生兩個中心頻點不同的信號，其中一個用于等離子的激發并維持至負載穩定，另一個則在等離子體激發之后，匹配等離子負載所需的頻率變化并穩定維持等離子體，所述技術方案如下：

一方面，本實用新型提供了一種雙頻驅動等離子發生器的微波功率源，包括微波信號發生單元、射頻功放單元、信號傳輸與檢測單元和系統控制單元，其中，所述微波信號發生單元包括第一微波信號發生器和第二微波信號發生器，所述信號傳輸與檢測單元包括反向傳輸取樣器及濾波檢測單元；

所述第一微波信號發生器和/或第二微波信號發生器產生的微波信號傳輸至所述射頻功放單元，所述射頻功放單元對接收到的微波信號進行放大，并將放大后的微波信號發送至信號傳輸與檢測單元；

所述信號傳輸與檢測單元用于將所述微波功率源輸出的微波功率信號傳輸至等離子發生器，所述反向傳輸取樣器用于對所述微波功率源輸出失配所產生的反向信號進行耦合取樣，濾波檢測單元用于對耦合取樣的信號進行濾波檢測，并將檢測結果傳輸至所述系統控制單元；

所述系統控制單元用于根據所述濾波檢測單元的檢測結果控制所述第一微波信號發生器和/或第二微波信號發生器的工作參數。

優選地，所述第一微波信號發生器和第二微波信號發生器的中心頻點不同。

可選地，所述射頻功放單元包括寬帶多級半導體放大器。

進一步地，所述微波信號發生單元還包括合路器，所述合路器用于向所述射頻功放單元分別傳輸所述第一微波信號發生器和/或第二微波信號發生器的輸出信號。

進一步地，所述信號傳輸與檢測單元還包括正向傳輸取樣器，所述正向傳輸取樣器用于對所述微波功率源輸出的微波信號的正向傳輸信號進行耦合取樣；所述濾波檢測單元還用于對所述正向傳輸取樣器耦合取樣的信號進行濾波檢測。