[發(fā)明專利]發(fā)射探針及用于等離子體診斷的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110784868.5
• 申請日: 2021-07-12
• 公開（公告）號: CN113543439B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李建泉;謝新堯;張清和;邢贊揚;李延輝;郭新
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: H05H1/00
• 分類號: H05H1/00;H05H1/24
• 代理公司: 濟南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 朱忠范

1.一種發(fā)射探針，其特征在于，包括：

支架(1)；

所述支架(1)的一端設(shè)有電子發(fā)射部(2)；

所述支架(1)的外部設(shè)有偏置電壓加載部(3)，所述偏置電壓加載部(3)位于靠近所述電子發(fā)射部(2)的一端；其中，

使用所述的發(fā)射探針進行等離子體診斷時，所述電子發(fā)射部(2)的一端和所述偏置電壓加載部(3)均連接外部偏置電壓加載電路(4)；

所述支架(1)內(nèi)設(shè)有導(dǎo)電部(5)，所述導(dǎo)電部(5)的一端連接所述電子發(fā)射部(2)；

所述支架(1)的一端封裝有導(dǎo)電膠(6)，所述導(dǎo)電部(5)與所述導(dǎo)電膠(6)連接，所述電子發(fā)射部(2)的一端穿過所述導(dǎo)電膠(6)伸入所述支架(1)內(nèi)與所述導(dǎo)電部(5)連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射探針，其特征在于，所述電子發(fā)射部(2)的另一端連接有另一支架(1)，該另一支架(1)上設(shè)有另一偏置電壓加載部(3)，該偏置電壓加載部(3)位于靠近所述電子發(fā)射部(2)的一端；兩個所述偏置電壓加載部(3)之間電性連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射探針，其特征在于，所述支架(1)由絕緣材料制成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射探針，其特征在于，所述電子發(fā)射部(2)由電子發(fā)射材料制成。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射探針，其特征在于，所述導(dǎo)電部(5)由金屬材料制成。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射探針，其特征在于，所述偏置電壓加載部(3)為設(shè)于所述支架(1)周圍的一層導(dǎo)電材料層。

7.一種使用如權(quán)利要求1-6任一項所述的發(fā)射探針進行等離子體診斷的方法，其特征在于，包括：

將發(fā)射探針(7)置于待測等離子體(8)中，對電子發(fā)射部(2)進行加熱，對電子發(fā)射部(2)和等離子體接地電極(9)之間施加掃描偏置電壓，同時對偏置電壓加載部(3)施加相同的掃描偏置電壓，獲得發(fā)射探針的電流-電壓特性曲線；

改變電子發(fā)射部(2)的加熱狀態(tài)，獲得不同加熱狀態(tài)時的電流-電壓特性曲線；基于每條電流-電壓特性曲線的電子發(fā)射電流，保持電子發(fā)射部(2)在零發(fā)射極限狀態(tài)，獲得此時的電流-電壓特性曲線，該曲線的拐點電勢即為待測等離子體的空間電位；

以等離子體的空間電位作為發(fā)射探針零發(fā)射極限時的伏安特性曲線的基準(zhǔn)點，分別計算得到等離子體電子溫度、等離子體電子密度和電子能量分布函數(shù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的等離子體診斷的方法，其特征在于：

從發(fā)射探針零發(fā)射極限時的伏安特性曲線上讀出等離子體空間電位對應(yīng)的電流，得到發(fā)射探針的飽和電子收集電流；

對發(fā)射探針零發(fā)射極限時的伏安特性曲線過渡區(qū)的電流信號求對數(shù)，計算得到等離子體電子溫度；基于所述等離子體電子溫度計算得到等離子體電子密度；

對發(fā)射探針零發(fā)射極限時的伏安特性曲線過渡區(qū)的電流信號求二次微分，計算得到電子能量分布函數(shù)。