等离子体参数

摘要： 设计了一套朗缪尔探针诊断系统用于射频负离子源中等离子体参数的诊断。在测试平台上对探针进行了测试,获得了探针的V-I特性曲线,由此得到了等离子体的电子密度分布和电子温度分布,并与微波干涉仪(MWI)的测量结果进行了对比,结果表明该探针的诊断结果可以反映等离子体参数的变化。

摘要： 物理气相沉积作为制备表面防护薄膜的重要方法,一直是表面薄膜领域研究重点,而物理气相沉积中等离子体作为直接影响薄膜性能的关键因素,其参数的表征对优化沉积工艺和提高薄膜性能具有重要指导意义。概述了常用物理气相沉积方法及其发展,包括电弧离子镀、磁控溅射和电弧磁控复合技术的原理及发展历程。归纳了目前生产中常用的等离子体参数表征方法——Langmuir探针法、汤姆逊散射法、微波干涉法和发射光谱法,阐明了这些表征方法诊断等离子体参数的原理,分析了不同表征方法的优缺点和存在的主要问题,并对常用物理气相沉积中等离子体参数表征相关研究的发展和现状作了综合论述和总结,分别整理了电弧离子镀和磁控溅射中等离子体参数诊断的发展历程和近期研究。两种物理气相沉积方法最常用的等离子体参数表征方法都是Langmuir探针法和发射光谱法,早期的研究侧重于探索等离子体瞬态参数和薄膜结构性能的关系。随着现代技术的进步,早期诊断方法不断与新技术融合,研究方向也逐渐偏向于研究等离子体参数的时间变化和优化薄膜工艺、性能评价方法。最后分析了当前物理气相沉积中等离子体参数表征存在的问题和不足,展望了等离子体参数未来的研究趋势。

摘要： 推进器羽流的电磁矢量控制是基于电磁位形的改变使得喷射的羽流改变方向.为了原理性验证电推进羽流电磁矢量控制技术,针对螺旋波电推进器,开展了磁场位形调制仿真设计和试验验证.说明了电磁矢量调制线圈能够改变磁场位型,并且在试验过程中验证了等离子体羽流随磁场位型变化而产生的羽流方向偏转.在周期性磁场调制过程中,验证了等离子体密度参数随之周期性涨落.螺旋波电推进羽流方向最大偏转角度60°,可控偏转频率15 Hz,说明了电推进羽流电磁矢量控制的可行性.

摘要： 俄罗斯托木斯克理工大学新闻处消息,该校科研人员制定了借助超声波无损检测国际热核聚变实验堆焊接接头的计划。俄罗斯为国际热核聚变实验堆的主要系统研发和供应设备。反应堆中的等离子体参数系列诊断装置是由俄罗斯科学院西伯利亚分院布德克尔核物理研究所完成的。

摘要： 通过Langmuir双探针和发射光谱诊断方法,对比研究了驱动频率为13.56 MHz和2 MHz柱状感性耦合等离子体中电子密度和电子温度的径向分布规律.结果表明:在高频和低频放电中,输入功率的增加对等离子体参数产生了不同的影响,高频放电中主要提升了电子密度,低频放电中则主要提升了电子温度.固定气压为10 Pa,分别由高频和低频驱动时,电子密度的径向分布均为"凸型".而电子温度的分布差异比较明显,高频驱动时,电子温度在腔室中心较为平坦,在边缘略有上升;低频驱动时,电子温度随径向距离的增加而逐渐下降.为了进一步分析造成这种差异的原因,在相同放电条件下采集了氩等离子体的发射光谱图,利用分支比法计算了亚稳态粒子的数密度,发现电子温度的径向分布始终与亚稳态粒子的径向分布相反.继续升高气压到100 Pa,发现不论高频还是低频放电,电子密度的径向分布均从"凸型"转变为"马鞍形",较低气压时电子密度的均匀性有了一定的提升,但低频的均匀性更好.

摘要： 高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)放电凭借着高离化率优势,已经成为物理气相沉积(PVD)领域的核心技术。鉴于HiPIMS放电具有复杂的物理场配置和兆瓦级的峰值功率,其产生的不均匀等离子体严重影响着薄膜的性能。从HiPIMS放电等离子体的时间和空间特性角度出发,结合放电靶电流、等离子体阻抗、离子饱和电流的特性,以及各种粒子在不同时刻和空间位点对应的相互作用和运动轨迹,综述了近年来国际上关于HiPIMS脉冲放电过程中等离子体参数的时空演变特性以及脉冲等离子体动力学行为,主要包含了等离子体物理量的时间演变规律,复杂物理场的空间分布行为,粒子密度、能量的扩散传输机制,靶材粒子离化程度的表征方法等,并全面地叙述了气体原子稀释效应、气体循环、双极扩散、等离子体波、旋转的spoke等不稳定传输特性。此外,依据等离子体时空特性,总结出HiPIMS放电沉积速率低的内因,介绍了提高沉积速率的方法和机理。最后,指出了目前关于HiPIMS时空特性研究方面存在的问题和发展方向。

摘要： This paper introduces the effects of microwave frequency and microwave power on the plasma parameters,such as electron density,electron temperature,gas temperature and flame length.The numerical multiphysics simulation is operated by COMSOL Multiphysics which is based on finite element method (FEM).The calculation results show that the electron density,the electron temperature and the gas temperature increase with the increasing of microwave input power,and the plasma generated by the microwave of 2450 MHz has better performance than that by 915 MHz.Plasma flame lengths with different input power are measured and the results show that the input power has little effect on flame length.%本文研究了微波功率和微波频率对等离子体参数,如电子密度、电子温度、气体温度以及火焰长度的影响.对等离子体的多物理场数值仿真是在基于有限元法的COMSOL Multiphysics中进行的.计算结果显示,等离子体电子密度、电子温度、气体温度都会随着输入微波功率的增大而增大;2450 MHz的微波等离子体相比于915 MHz的微波等离子体,具有更好的性能.同时,本文对不同输入功率下等离子体火焰长度进行了实验测量,结果显示输入功率对火焰长度仅有很微弱的影响.

摘要： The scattering features of microwave by inhomogeneous plasma column have been studied numerically by the Finite-difference-time-domain(FDTD) method and experimentally.The effects of the plasma frequency and electron collision rate on microwave's reflectance, transmittance and absorptance were tested.The results show the plasma column with plasma density of non-uniform distribution can make the scattering wave shift away from 0 to a side-angled direction.The electron density and the collision rate play an important role in the reduction of the wave reflection.The plasma density should be appropriate, even be lower than the critical value corresponding to the microwave, so that the microwave can reduce greatly in reflectance due to the strong scattering or absorption.%模拟和实验研究了非均匀圆柱形等离子体及阵列对微波的散射作用.利用有限时域差分(FDTD)方法仿真得到了等离子体柱的密度、碰撞频率对微波传播系数的影响,并利用低气压放电产生的等离子体柱对微波的吸收和散射作用进行了验证.结果表明:电子密度中心高、周围低的非均匀等离子体柱可将微波散射至两个侧向;等离子体频率越大,散射的微波功率越强;增加碰撞频率使等离子体柱的微波散射功率减小、吸收增大.等离子体必须具有合适的密度,才能对微波反射产生较大影响.

摘要： The frequency up-conversion of an electromagnetic wave in a time-varying plasma has been simulated in this paper with particle-in-cell (PIC) method,and it transformed a 2.45 GHz source radiation into a 130 GHz radiation with the power conversion efficiency of around 0.39 ％.We also studied the effects of the plasma parameters including the plasma density,the finite rise time of ionization and the width of plasma slab.It is concluded that the frequency up-conversion of the output wave was mainly affected by the plasma density,which was consistent with the theoretical results.In addition,the simulation showed that the energy of the output wave would be lager with the increase of the width of plasma slab,and the conversion efficiency of the output wave and spectrum were much better when the plasma rise time was shorter.A considerable 130 GHz radiation could be obtained with the plasma density of 2× 1020cm-3,the plasma thickness of 1 cm,and the plasma rise time of 0.04 ns.%基于电磁波与时变介质相互作用能够实现电磁波频率上转换的原理,通过粒子模拟(PIC)方法对电磁波与时变等离子体薄层相互作用进行模拟,实现了频率由2.45 GHz提升至130 GHz,功率转化效率约为0.39％.探究了等离子体参数(包括等离子体密度、有限的等离子体上升时间以及等离子体薄层厚度)对频率上转换的影响.模拟结果验证了等离子体密度决定上转换频率,与理论结果相符.模拟结果表明,等离子体薄层厚度越大,得到的上转换波的能量越大;等离子体的上升时间越小,上转换波的转换效率和频谱纯度越高.采用等离子体密度2×1020 cm-3,等离子体厚度1 cm,等离子体上升时间0.04 ns可以得到可观的130 GHz上转换波输出.

摘要： 等离子体参数是离子源性能的重要指标之一,采用发射光谱诊断和ICCD成像的方法对强流激光离子源中的等离子体参数进行了诊断.该强流激光离子源由一台四倍频的266nm YAG激光器照射Cu靶产生,激光能量密度约为108W/cm2.用ICCD拍摄了激光照射后等离子体的运动过程,膨胀速度约为1cm/us.同时用光谱仪测量了离子源工作时的发射光谱,主要由Cu原子发出的CuⅠ谱线和Cu+离子发出的CuⅡ谱线组成.采用Boltzmann图法得到电子温度为1eV左右,采用Stark展宽法得到电子密度为1016cm-3左右.

摘要： 分析了Langmuir静电探针测量电推进等离子体参数的方法、原理,针对Hall推力器羽流等离子体参数诊断的需要开发了一套单、双Langmuir探针诊断系统.接着利用该系统对Hall推力器羽流等离子体参数进行了初步实验测量,获取了推力器下游电子温度、等离子体密度、等离子体空间电势等的空间分布.

摘要： 本文研究了再入段等离子体参数对弹头的影响,并仿真了假弹头存在时对金属弹头真实RCS值的影响.通过合理简化飞行弹道,分类讨论了不同再入弹道、不同再入角度和不同再入速度情况下的RCS时间序列变化.建立了上述情况的电磁仿真模型进行全空域电磁散射特性仿真计算,利用Matlab仿真计算了再入弹头动态RCS时间序列,从仿真的结果中分析,动态RCS时间序列可以为弹道导弹再入段弹头的分类识别提供一种可行的方法和依据.

摘要： 本文首先回顾了激光推进技术的发展历史，然后介绍了激光推进的研究现状，主要是脉冲激光推进和烧蚀激光推进的研究进展。同时，介绍了作者利用高速摄影技术研究脉冲激光推进中激光诱导的等离子体及爆轰波的生成，传播等过程。本文还着重介绍了等离子体参数(电子温度)的测量方法和测量结果。这些研究工作对于发展高性能的激光推进技术具有一定的意义。通过作者的研究经历，作者还指出激光推进技术发展的研究方向。

摘要： 通过对速度调制分子离子激光光谱技术中光谱信号的强度及线宽的测量,获得了辉光放电中等离子体的电子浓度、电子温度及德拜长度等主要参数.

摘要： 科大一环(Keda Torus eXperiment,KTX)反场箍缩磁约束聚变装置是在中国科学技术大学新建的等离子体实验研究装置.科大一环装置包括真空室、导电壳、磁体线圈、电源系统、主动反馈线圈、真空泵系统和数据采集系统及控制系统,整个装置于2015年8月1日顺利完成.在等离子体放电调试运行期间,各子系统顺利完成调试,并于2015年8月15日获得首次等离子体.在装置建造和调试过程中,成功发展了大批等离子体诊断设备,包括磁探针系统、双膜软X射线阵列、快速往复朗缪尔探针系统、单道干涉仪、涡流探针阵列、H?可见光谱和Bolometer诊断系统.经过一年的调试,科大一环放电参数实现了最大电流200kA等离子体,最大脉冲放电长度20ms和1.5ms反场箍缩位型.在未来的升级计划中,将升级装置电源系统、应用主动反馈控制系统和发展高级物理诊断.科大一环的投入运行极大丰富了国际反场箍缩磁约束等离子体研究,主要的物理研究内容包括:单螺旋态和准单螺旋态、不同边界条件下的输运和平衡问题、电阻壁模实验物理、三维MHD物理、等离子体与材料相互作用、Li壁研究等物理方向.

摘要： 科大一环(Keda Torus eXperiment,KTX)反场箍缩磁约束聚变装置是在中国科学技术大学新建的等离子体实验研究装置.科大一环装置包括真空室、导电壳、磁体线圈、电源系统、主动反馈线圈、真空泵系统和数据采集系统及控制系统,整个装置于2015年8月1日顺利完成.在等离子体放电调试运行期间,各子系统顺利完成调试,并于2015年8月15日获得首次等离子体.在装置建造和调试过程中,成功发展了大批等离子体诊断设备,包括磁探针系统、双膜软X射线阵列、快速往复朗缪尔探针系统、单道干涉仪、涡流探针阵列、H?可见光谱和Bolometer诊断系统.经过一年的调试,科大一环放电参数实现了最大电流200kA等离子体,最大脉冲放电长度20ms和1.5ms反场箍缩位型.在未来的升级计划中,将升级装置电源系统、应用主动反馈控制系统和发展高级物理诊断.科大一环的投入运行极大丰富了国际反场箍缩磁约束等离子体研究,主要的物理研究内容包括:单螺旋态和准单螺旋态、不同边界条件下的输运和平衡问题、电阻壁模实验物理、三维MHD物理、等离子体与材料相互作用、Li壁研究等物理方向.

摘要： 科大一环(Keda Torus eXperiment,KTX)反场箍缩磁约束聚变装置是在中国科学技术大学新建的等离子体实验研究装置.科大一环装置包括真空室、导电壳、磁体线圈、电源系统、主动反馈线圈、真空泵系统和数据采集系统及控制系统,整个装置于2015年8月1日顺利完成.在等离子体放电调试运行期间,各子系统顺利完成调试,并于2015年8月15日获得首次等离子体.在装置建造和调试过程中,成功发展了大批等离子体诊断设备,包括磁探针系统、双膜软X射线阵列、快速往复朗缪尔探针系统、单道干涉仪、涡流探针阵列、H?可见光谱和Bolometer诊断系统.经过一年的调试,科大一环放电参数实现了最大电流200kA等离子体,最大脉冲放电长度20ms和1.5ms反场箍缩位型.在未来的升级计划中,将升级装置电源系统、应用主动反馈控制系统和发展高级物理诊断.科大一环的投入运行极大丰富了国际反场箍缩磁约束等离子体研究,主要的物理研究内容包括:单螺旋态和准单螺旋态、不同边界条件下的输运和平衡问题、电阻壁模实验物理、三维MHD物理、等离子体与材料相互作用、Li壁研究等物理方向.

摘要： 科大一环(Keda Torus eXperiment,KTX)反场箍缩磁约束聚变装置是在中国科学技术大学新建的等离子体实验研究装置.科大一环装置包括真空室、导电壳、磁体线圈、电源系统、主动反馈线圈、真空泵系统和数据采集系统及控制系统,整个装置于2015年8月1日顺利完成.在等离子体放电调试运行期间,各子系统顺利完成调试,并于2015年8月15日获得首次等离子体.在装置建造和调试过程中,成功发展了大批等离子体诊断设备,包括磁探针系统、双膜软X射线阵列、快速往复朗缪尔探针系统、单道干涉仪、涡流探针阵列、H?可见光谱和Bolometer诊断系统.经过一年的调试,科大一环放电参数实现了最大电流200kA等离子体,最大脉冲放电长度20ms和1.5ms反场箍缩位型.在未来的升级计划中,将升级装置电源系统、应用主动反馈控制系统和发展高级物理诊断.科大一环的投入运行极大丰富了国际反场箍缩磁约束等离子体研究,主要的物理研究内容包括:单螺旋态和准单螺旋态、不同边界条件下的输运和平衡问题、电阻壁模实验物理、三维MHD物理、等离子体与材料相互作用、Li壁研究等物理方向.

摘要： 我国首颗探月卫星嫦娥一号为了探测月球周围空间环境,搭载了太阳风离子探测器.该探测器获取了大量的在轨数据,这些数据的分析利用对后续的探月任务具有重要意义.本文介绍了太阳风离子探测器数据结构,并选取了部分典型数据进行了分析.文中首先做出了离子微分通量能谱图,结合其GSE坐标判断出三种能谱结构分别对应着行星际空间、地球磁鞘和地球磁尾三种空间位置.然后在太阳风、磁层等离子体电中性和热平衡假设条件下,根据离子能谱计算了2008年6月份嫦娥一号经历的等离子环境参数,包括太阳风速度,等离子体温度和等离子体密度等.最后结合电流平衡理论,简单评估了在所计算的参数条件下探月卫星可能会出现的表面充电问题及其危害.

摘要： 一种等离子体蚀刻方法，包括：第1工序，在惰性气体的等离子体、即第1等离子体(PL1)中将基板(S)吸附于单极式静电卡盘(15)上之后，停止生成第1等离子体；和第2工序，在卤素类蚀刻气体的等离子体、即第2等离子体(PL2)中对基板(S)进行了蚀刻之后，停止生成第2等离子体。然后，在第1工序中，在从单极式静电卡盘(15)向基板(S)施加了正电压的状态下停止生成第1等离子体(PL1)，在第2工序中，在从单极式静电卡盘(15)向基板(S)施加了负电压的状态下停止生成第2等离子体(PL2)。

摘要： 在用氧化铝、稀土族氧化物、聚酰亚胺或聚苯并咪唑中任一种喷镀膜覆盖基材表面的等离子体处理容器内部部件的、随着在等离子体中使用而劣化的喷镀膜上，再喷镀与上述喷镀膜同样的材料。由此，能够使因在等离子体中的使用而表面产生劣化的等离子体处理容器再生得如同新品一样。

摘要： 这里所公开的是一种用于在等离子体室中生成等离子体的等离子体室设置方法。制备多个等离子体线圈，包括第一等离子体源线圈、第二等离子体源线圈和第三等离子体源线圈，该第二等离子体源线圈在其中心部分具有高于第一等离子体源线圈蚀刻速率的蚀刻速率，该第三等离子体源线圈在其边缘部分具有高于第一等离子体源线圈蚀刻速率的蚀刻速率。将第一等离子体源线圈设置在等离子体室上，并蚀刻测试芯片。对测试芯片的每个位置的蚀刻速率进行分析，并基于分析结果利用第二等离子体源线圈或第三等离子体源线圈代替第一等离子体源线圈。

摘要： 本发明涉及平面型等离子体诊断装置，其特征在于，包括：发送天线，用于向等离子体施加频率可变的微波；接收天线，用于从上述等离子体接收上述微波；以及本体部，以相互绝缘的方式包围上述发送天线与上述接收天线，上述发送天线的用于施加微波的上部面与上述接收天线的用于接收微波的上部面为平面型，上述发送天线与上述接收天线的上述上部面的侧面相互相向。

摘要： 一种等离子体蚀刻方法，包括：第1工序，在惰性气体的等离子体、即第1等离子体(PL1)中将基板(S)吸附于单极式静电卡盘(15)上之后，停止生成第1等离子体；和第2工序，在卤素类蚀刻气体的等离子体、即第2等离子体(PL2)中对基板(S)进行了蚀刻之后，停止生成第2等离子体。然后，在第1工序中，在从单极式静电卡盘(15)向基板(S)施加了正电压的状态下停止生成第1等离子体(PL1)，在第2工序中，在从单极式静电卡盘(15)向基板(S)施加了负电压的状态下停止生成第2等离子体(PL2)。

摘要： 本发明的目的在于提供使利用转动等离子体进行的等离子体处理稳定且可以控制、并可以提高等离子体处理质量的等离子体流生成方法、等离子体处理方法、等离子体发生装置和使用它的等离子体处理装置。4个象限（Z1～Z4）中的各频率被设定为7、15、6、20Hz。利用该频率可变，可以使被分割成4个的转动角区域中的等离子体的转动速度不同。由于等离子体（P2、P4）的周向转动速度比等离子体（P1、P3）快，所以可以照射边描绘圆轨道（C）边从等离子体（P1）到（P2）、（P3）、（PB4）周期性变速转动的转动等离子体，可以在第一象限（Z1）～第四象限（Z4）中实施均匀的成膜处理。

摘要： 等离子体处理装置(11)具有：从排气孔(13)向下方侧延伸的第一排气路(15)；与第一排气路(15)的排气方向的下游侧端部连接，在与第一排气路(15)垂直的方向上延伸，在相对于排气方向正交的断面上是宽度方向比上下方向长的横长断面形状的第二排气路(16)；与第二排气路(16)的排气方向的下游侧端部连接，在与第二排气路(16)垂直的方向上延伸的第三排气路(17)；与第三排气路(17)的排气方向的下游侧端部连接，对处理容器(12)内减压的泵(18)；设置在第二排气路(16)内，具有能够封闭第二排气路(16)，且对排气方向的上游侧与下游侧之间的压力进行调整的压力调整用阀板(20)的压力调整阀(21)；设置在第三排气路(17)内，具有进行第三排气路(17)的开闭的关闭阀板(22)的关闭阀(23)。

摘要： 在用氧化铝、稀土族氧化物、聚酰亚胺或聚苯并咪唑中任一种喷镀膜覆盖基材表面的等离子体处理容器内部部件的、随着在等离子体中使用而劣化的喷镀膜上，再喷镀与上述喷镀膜同样的材料。由此，能够使因在等离子体中的使用而表面产生劣化的等离子体处理容器再生得如同新品一样。

摘要： 本发明提供一种抑制了使用初期的微粒产生和其后的碎屑产生的等离子体处理装置用石英部件的加工方法、等离子体处理装置用石英部件和安装有该石英部件的等离子体处理装置。利用例如粒度为320～400#的磨料进行表面加工，除去在进行金刚石研磨以后在用作屏蔽环和聚焦环等的等离子体处理装置用石英部件151上产生的许多裂纹155。然后，再用小粒径的磨料进行表面加工，在维持能够附着并保持堆积物的凹凸的同时，去除破碎层163。

摘要： 根据本发明实施例的等离子体发生器设置为通过防止等离子体到电弧的转变以近大气压的压力产生高密度和稳定的等离子体。该等离子体发生器包括用于设置基板的板状下电极；以及在板状下电极上的圆柱旋转电极，其中圆柱旋转电极包括导电主体和绝缘屏蔽层，导电主体连接到电源且包括在导电主体的外圆周表面上的多个毛细管单元；绝缘屏蔽层由绝缘材料或电介质材料制成，暴露多个毛细管单元的下表面，并且屏蔽其它部分。