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大面积表面波等离子体的特性研究

物理学报 2006年第11期55卷 5905-5908页

作者：刘明海菅井秀郎胡希伟石岛芳夫江中和李斌但敏华中科技大学电气与电子工程学院武汉430074 名古屋大学工学部电气研究科名古屋4648603

介绍一种矩形反应腔体结构的表面波等离子体源,通过对垫层介质及天线结构的优化设计,产生了大面积均匀的等离子体.采用静电探针测量了等离子体参数(密度,电子温度)在不同运行条件(气压,功率)下的空间分布;采用扩散模型,数值模拟了等离... 详细信息

介绍一种矩形反应腔体结构的表面波等离子体源,通过对垫层介质及天线结构的优化设计,产生了大面积均匀的等离子体.采用静电探针测量了等离子体参数(密度,电子温度)在不同运行条件(气压,功率)下的空间分布;采用扩散模型,数值模拟了等离子体密度在垂直方向上的空间分布,并比较好地解释了实验测量结果.

关键词：表面波等离子体狭缝天线数值模拟探针测量

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表面波等离子体的实验研究

表面波等离子体的实验研究

作者：梁以资复旦大学

学位级别：硕士

表面波等离子体是一种具有大面积,高密度,均匀性和稳定性好的优越特性的等离子体。在这篇文章里,我们研究了表面波等离子体的制备方法,目的是得到面积大,密度高,体积大,均匀性和稳定性皆具备的等离子体。我们通过测量等离子体的参数来... 详细信息

表面波等离子体是一种具有大面积,高密度,均匀性和稳定性好的优越特性的等离子体。在这篇文章里,我们研究了表面波等离子体的制备方法,目的是得到面积大,密度高,体积大,均匀性和稳定性皆具备的等离子体。我们通过测量等离子体的参数来衡量其性能表现。文章阐述了用新型的双激发系统来产生表面波等离子体的方法。该装置由两个微波激发系统构成(上激发系统与环形激发系统)。实验结果显示,通过采用多个而不是一个环形技法系统阵列放置于真空室轴向上,我们制备了高密度,大体积而在轴向上又具备一定均匀性的体等离子体。我们还讨论了用介质棒引导微波从而产生等离子体。当等离子体密度小于临界密度时,表面波在等离子体里面是衰减波,在介质里面是以贝塞尔函数形式传播的波;而当等离子体的密度大于其临界密度时,表面波在等离子体与介质中都是以衰减波的形式来传播的。在实验当中,我们观察到了很有趣的发光条纹现象。我们对外来电磁波在等离子体表面激发表面等离子体激元及表面波进行了研究,并系统指出其存在的条件、传播特性、特征长度等。在这基础上我们计算了SPPs的波长。它是入射波的频率与等离子体密度的函数。我们把实验结果与我们的计算结果做了比较。通过理论与实验的分析,我们认为,这种等离子体的发光条纹现象是由聚氟乙烯和等离子体的交界面的表面波所引发的。在介质与等离子体交界面的SPPs(比如说在我们的试验中聚氟乙烯与等离子体的交界面)具有它自身独特的性质,比如说他们所呈现的物理现象的可观察性,大尺寸,以及其参数的可改变性等等,这些特性使得比我们在介质与金属中研究SPPs的行为特性显得更为灵活与直观。

关键词：表面波等离子体环形耦合天线介质棒波导表面等离子体激元

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表面波等离子体分解四氟化碳的研究

表面波等离子体分解四氟化碳的研究

作者：杨雨桐大连海事大学

学位级别：硕士

随着半导体等现代行业的快速发展,四氟化碳由于其稳定的化学性质而被广泛应用,由于能够强烈的吸收红外辐射和极高的稳定性,使得四氟化碳成为一种全球变暖潜力值和生命周期极高的温室气体。具有低能耗和高效率的等离子体处理法被广泛应... 详细信息

随着半导体等现代行业的快速发展,四氟化碳由于其稳定的化学性质而被广泛应用,由于能够强烈的吸收红外辐射和极高的稳定性,使得四氟化碳成为一种全球变暖潜力值和生命周期极高的温室气体。具有低能耗和高效率的等离子体处理法被广泛应用于四氟化碳分解中,表面波等离子体的大面积、无极放电、放电容器形状多样等优点使其成为处理四氟化碳的良好方法。设计了一套大面积表面波等离子体反应器,在低气压下激发等离子体用于处理四氟化碳,考察了微波功率、气体流量、氧气比例等影响因素对分解率的影响。使用发射光谱对激发的等离子体进行了分析,对反应出气进行了质谱分析,简单描述了四氟化碳分解的反应机理。研究结果表明,单一四氟化碳的分解率随微波功率的升高而升高,适当提高气体流量可使分解率提高。适宜的添加氧气可促进四氟化碳分解,在输入功率700 W、O2/CF4比例1.5时得到99.91%的分解率和93.56%的碳收率,在出气检测中发现了氧气、一氧化碳和二氧化碳。水蒸气的加入可以进一步促进四氟化碳的分解和碳收率的提高。光谱检测发现了 CF、CF2谱带和FI谱线,添加氧气后发现了一些含氧物种的存在,分析了 CF谱带、FI谱线和OI谱线强度受微波功率等因素的影响。整理了相关四氟化碳分解的反应方程式,结合分解率和光谱的变化对分解机理进行了简单的分析。(1)开发了使用大平面表面波等离子体分解四氟化碳的方法,无需氮气、氩气等载气的添加。(2)添加氧气和水蒸气辅助四氟化碳分解,研究了微波功率等因素对分解率和碳收率的影响。(3)使用发射光谱法对激发的等离子体进行了分析。

关键词：四氟化碳表面波等离子体分解

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临近空间表面波等离子体减阻性能分析

空间科学学报 2014年第3期34卷 304-312页

作者：蔡红华聂万胜丰松江装备学院航天装备系北京101416

为研究临近空间表面波等离子体减阻效果,基于流体宏观模型的基本特征,分析了表面波等离子体流动控制机理的基础,以飞艇为模型,对其在0°攻角情况下的流场进行仿真计算,比较了不同激励器控制方案的减阻效果,研究了飞艇尾部区域的等离子... 详细信息

为研究临近空间表面波等离子体减阻效果,基于流体宏观模型的基本特征,分析了表面波等离子体流动控制机理的基础,以飞艇为模型,对其在0°攻角情况下的流场进行仿真计算,比较了不同激励器控制方案的减阻效果,研究了飞艇尾部区域的等离子体流动控制效果.结果表明,表面波等离子体具有增加飞艇升力、减小飞艇阻力的效果;单侧控制方案最大减阻效果达7%左右,对称控制方案减阻效果明显优于单侧控制方案,最大减阻效果可达32%左右;表面波等离子体对飞艇尾部的流动分离具有很好的消除抑制作用.

关键词：临近空间飞艇表面波等离子体流动控制

基于渐变结构的矩形腔表面波等离子体源仿真和设计

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微波学报 2016年第2期32卷 59-62,76页

作者：林毅张文聪肖玮黄卡玛四川大学电子信息学院成都610064

目前,大尺寸矩形腔表面波等离子体源的设计中,利用缝隙辐射器耦合微波能量时,绝大部分都是在波导的宽边开缝,这在一定程度上限制了电场均匀性的进一步提高。本文提出了一种基于渐变结构的缝隙辐射器设计,即扩展波导宽边同时压缩窄边形... 详细信息

目前,大尺寸矩形腔表面波等离子体源的设计中,利用缝隙辐射器耦合微波能量时,绝大部分都是在波导的宽边开缝,这在一定程度上限制了电场均匀性的进一步提高。本文提出了一种基于渐变结构的缝隙辐射器设计,即扩展波导宽边同时压缩窄边形成具有稳定模式的宽边更宽窄边更窄的结构。设计了加载短路面的缝隙阵列耦合结构并利用时域有限差分(FDTD)方法计算了电子密度为1.79×10^(18)m^(-3)、碰撞频率为3×10~8Hz时石英-等离子体分界面上电场幅度分布,并与传统波导开缝结构对比,实现了电场均匀性的有效提升,并得到了稳定的表面波模式。

关键词：表面波等离子体大尺寸渐变结构缝隙波导均匀性

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微波霍尔推力器表面波等离子体源的实验研究

机械科学与技术 2015年第2期34卷 320-324页

作者：杨涓石峰王阳金逸舟马艳杰西北工业大学航天学院西安710072

在微波霍尔推力器中,微波通过窗口耦合到霍尔加速通道,在通道底部介质板附近产生表面波等离子体以抑制振荡。表面波等离子体能否顺利产生将直接影响推力器本身的性能,为此,开展微波霍尔推力器表面波等离子体源的真空实验研究。在不同微... 详细信息

在微波霍尔推力器中,微波通过窗口耦合到霍尔加速通道,在通道底部介质板附近产生表面波等离子体以抑制振荡。表面波等离子体能否顺利产生将直接影响推力器本身的性能,为此,开展微波霍尔推力器表面波等离子体源的真空实验研究。在不同微波输出功率条件下,分别以氪、氩气为工质,以陶瓷和石英材料为介质板,通过改变流量,得到了表面波等离子体的产生规律。采用朗缪尔探针,实验诊断了介质板附近的表面波等离子体密度。实验结果表明:和陶瓷介质板相比,石英介质板对微波的损耗低,表面波更容易稳定产生;朗缪尔探针的诊断结果表明,石英介质板附近等离子体的电子密度高于对应的临界电子密度,证明本实验等离子体为表面波等离子体。

关键词：微波霍尔推力器表面波等离子体探针诊断

He-Ar潘宁过程对表面波等离子体柱功率的影响

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真空 2011年第5期48卷 25-28页

作者：李建王坤王世庆柳建徐灵飞孙乃峰西南物理研究院四川成都610041 成都理工大学工程技术学院四川乐山614007

由单极驱动的表面波等离子体(Surface-wave-sustained plasma,SWP)是近年发展起来的一种低气压、高密度等离子体,这种技术非常适用于等离子体天线等领域。本文介绍了一种简易实用的SWP源,研究了He-Ar组成的潘宁气体对于表面波等离子体... 详细信息

由单极驱动的表面波等离子体(Surface-wave-sustained plasma,SWP)是近年发展起来的一种低气压、高密度等离子体,这种技术非常适用于等离子体天线等领域。本文介绍了一种简易实用的SWP源,研究了He-Ar组成的潘宁气体对于表面波等离子体柱的放电起始功率及维持功率的影响。测试了不同潘宁气体配比时的等离子体密度和等离子体温度。研究结果表明,应用合适配比的潘宁气体对于等离子体特性有很大影响,它可以有效地降低放电起始功率和放电维持功率,提高等离子体密度,等离子体温度略降低。

关键词：表面波等离子体潘宁效应静电双探针

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He-Ar潘宁过程对表面波等离子体的影响

真空科学与技术学报 2009年第3期29卷 264-267页

作者：王坤李建王世庆郦文忠柳建徐灵飞孙乃峰成都理工大学工程技术学院乐山614007

潘宁过程可以有效地降低直流、低频放电中的放电起始电压。关于射频放电,特别是表面波等离子体中的潘宁过程的研究,目前还很少有报道。本文介绍了一种由Ro-box装置激发的SWP源,通过实验方式研究了此装置产生的表面波等离子体柱中的He-A... 详细信息

潘宁过程可以有效地降低直流、低频放电中的放电起始电压。关于射频放电,特别是表面波等离子体中的潘宁过程的研究,目前还很少有报道。本文介绍了一种由Ro-box装置激发的SWP源,通过实验方式研究了此装置产生的表面波等离子体柱中的He-Ar潘宁过程对其物理性质的影响。结果表明,合适配比的潘宁气体对于表面波等离子体柱特性有很大影响,它可以有效地降低放电起始功率和放电维持功率,延长等离子体柱长度,提高等离子体密度等;在此过程中电子温度略降低。本研究为在表面波等离子体应用中获取合适的等离子体参量提供了新的途径。

关键词：表面波等离子体潘宁效应朗缪尔双探针

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表面波等离子体防护高功率微波

电子对抗 2008年第1期 45-48页

作者：杨耿盛定仪谭吉春杨雨川国防科技大学理学院长沙410073

高功率微波武器的快速发展，对军用电子设备构成了极大威胁。文章在分析用传统防护手段防护高功率微波方面所具有的缺陷的基础上，提出用表面坡等离子体技术防护高功率微波，并对表面波等离子体防护装置进行了描述，详细阐述了该装置的... 详细信息

高功率微波武器的快速发展，对军用电子设备构成了极大威胁。文章在分析用传统防护手段防护高功率微波方面所具有的缺陷的基础上，提出用表面坡等离子体技术防护高功率微波，并对表面波等离子体防护装置进行了描述，详细阐述了该装置的防护原理，总结了该防护技术在现实防护中的优点。

关键词：高功率微波武器防护技术表面波等离子体