Способ локальной диагностики максвелловской плазмы с помощью одиночного зонда ленгмюра



Способ локальной диагностики максвелловской плазмы с помощью одиночного зонда ленгмюра
Способ локальной диагностики максвелловской плазмы с помощью одиночного зонда ленгмюра
H05H1/00 - Плазменная техника (термоядерные реакторы G21B; ионно-лучевые трубки H01J 27/00; магнитогидродинамические генераторы H02K 44/08; получение рентгеновского излучения с формированием плазмы H05G 2/00); получение или ускорение электрически заряженных частиц или нейтронов (получение нейтронов от радиоактивных источников G21, например G21B,G21C, G21G); получение или ускорение пучков нейтральных молекул или атомов (атомные часы G04F 5/14; устройства со стимулированным излучением H01S; регулирование частоты путем сравнения с эталонной частотой, определяемой энергетическими уровнями молекул, атомов или субатомных частиц H03L 7/26)

Владельцы патента RU 2642493:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (RU)

Изобретение относится к способам исследования локальных параметров плазмы в газоразрядных источниках плазмы. В заявленном способе локальной диагностики максвелловской плазмы с помощью одиночного цилиндрического зонда Ленгмюра предусмотрено введение в газоразрядное пространство тонкого зондодержателя с зондом на конце в виде отрезка металлической нити, подключенной через источник зондового напряжения к металлическому корпусу газоразрядного устройства или дополнительному опорному электроду. При этом принимаются меры по защите зондовой цепи от электрических наводок и по очистке собирающей поверхности зонда, регистрации его вольт-амперной характеристики изменением зондового напряжения в обе стороны от плавающего потенциала и определения функции распределения электронов по энергиям, концентрации электронов, их температуры и потенциала плазмы обработкой зондовой характеристики одним из известных методов. Затем находят плотность тока ионов на зонд под плавающим потенциалом, используемую в дальнейшем для контроля чистоты рабочего газа или состояния экспериментальной вакуумной техники. Технический результат - расширение набора измеряемых параметров изучаемой плазмы определением толщины зондового слоя и массы ионов в том случае, когда функция распределения электронов по энергиям плазмы близка к функции Максвелла. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к способам исследования локальных параметров плазмы в газоразрядных источниках плазмы, применяемых в составе технологических источников плазмы или ионов, плазменных или ионных двигателей.

Известен способ локальной диагностики максвелловской плазмы газового разряда постоянного тока с помощью одиночного зонда Ленгмюра путем введения в газоразрядное пространство тонкого зондодержателя с зондом на конце, например, в виде отрезка металлической нити, подключенной через источник зондового напряжения к металлическому корпусу газоразрядного устройства или дополнительному опорному электроду, регистрации его вольт-амперной характеристики по точкам изменением зондового напряжения в обе стороны от плавающего потенциала и определения концентрации электронов и их температуры графической обработкой зондовой характеристики на основе теории Ленгмюра и Мотт-Смита [1]. Недостаток данного способа состоит в применяемом виде обработки зондовых характеристик и в предположении максвелловской функции распределения электронов по энергиям (ФРЭЭ), что снижает точность получаемых результатов.

Известен способ локальной диагностики плазмы любого вида с помощью одиночного зонда Ленгмюра путем введения в газоразрядное пространство тонкого зондодержателя с зондом на конце, например, в виде отрезка металлической нити, подключенной через источник пилообразного зондового напряжения к металлическому корпусу газоразрядного устройства или дополнительному опорному электроду с принятием мер по защите зондовой цепи от электрических наводок и очистке собирающей поверхности зонда, автоматизированной регистрации его вольт-амперной характеристики подачей на зонд серии пилообразных импульсов напряжения с последующим усреднением набора характеристик и определения функции распределения электронов по энергиям (ФРЭЭ), концентрации электронов, их температуры и пространственного потенциала плазмы обработкой усредненной зондовой характеристики методом Дрювестейна, пригодным для любой формы реальной ФРЭЭ [2]. Данный способ, как наиболее близкий к заявленному техническому решению, принят в качестве прототипа.

Его недостатком является ограниченность набора измеряемых параметров изучаемой плазмы, в который не входят толщина слоя объемного заряда на собирающей поверхности зонда и масса ионов.

Техническим результатом данного предложения является расширение набора измеряемых параметров изучаемой плазмы определением толщины зондового слоя и массы ионов в том случае, когда ФРЭЭ плазмы близка к функции Максвелла. Первый из дополнительных параметров важен для анализа корректности зондовой теории, применяемой при интерпретации зондовых измерений, а второй - для контроля чистоты плазмообразующего вещества. Максвелловская плазма достаточно широко применяется в технике, например в газоразрядных ионных двигателях и источниках ионов и плазмы, в плазменных двигателях и технологических установках, поэтому дополнительные результаты зондовой диагностики существенно обогатят проведение плазменных исследований.

Заявленный технический результат достигается тем, что в известном способе локальной диагностики максвелловской плазмы с помощью одиночного цилиндрического зонда Ленгмюра путем введения в газоразрядное пространство тонкого зондодержателя с зондом на конце в виде отрезка металлической нити, подключенной через источник зондового напряжения к металлическому корпусу газоразрядного устройства или дополнительному опорному электроду с принятием мер по защите зондовой цепи от электрических наводок и по очистке собирающей поверхности зонда, регистрации его вольт-амперной характеристики изменением зондового напряжения в обе стороны от плавающего потенциала и определения функции распределения электронов по энергиям, концентрации электронов, их температуры и потенциала плазмы, и в случае близости измеренного распределения электронов по энергиям к функции Максвелла, находят плотность тока ионов на зонд под плавающим потенциалом jif по соответствующей потенциалу плазмы плотности электронного тока насыщения на зонд jes, используя формулу Больцмана jif=jes⋅exp(-ΔVf/Te), где ΔVf - разность между потенциалом плазмы и плавающим потенциалом зонда, Te, В - температура электронов, полученную величину jif выражают двояким образом: а) через уравнение Бома jifБЦил⋅(R/a)ene(2eTe/Mi)1/2, где СБЦил=1,23 - экспериментально подтвержденный коэффициент Бома для цилиндрического зонда, R - внешний радиус зондового слоя объемного заряда, а - радиус цилиндрического зонда, е - элементарный заряд, ne - концентрация электронов, Mi - масса иона, и б) через уравнение Чайлда-Ленгмюра-Богуславского jif=(4ε0/9)(2e/Mi)1/2(ΔVf3/2/aRAЛ), где ε0 - диэлектрическая постоянная вакуума, АЛ - зависящая от отношения R/a безразмерная константа Ленгмюра, и совместным решением указанных уравнений находят величины R и Mi. Кроме того, при несоответствии реального зондового слоя модели Чайлда-Ленгмюра-Богуславского, исключающей проникновение электронов в зондовый слой, внешний радиус R зондового слоя корректируют по модели зондового слоя, допускающей такое проникновение, например, согласно «ступенчато-фронтальной» модели величину R находят из выражения RСФ=0,692⋅R+0,3816⋅a, где RСФ - радиус зондового слоя, соответствующий «ступенчато-фронтальной» модели.

Экспериментальный коэффициент Бома СБЦил=1,23 был определен в специальном чистом эксперименте с известной величиной массы ионов Mi [3]. Измерения классическим цилиндрическим зондом Ленгмюра были выполнены в высокочастотной (ВЧ) ксеноновой плазме ВЧ индукционного (ВЧИ) разряда на частоте 2 МГц, при давлении 2-10-3 мм рт.ст. и при поглощенной разрядом ВЧ мощности до 175 Вт. Аккуратные измерения с помощью зондовой станции VGPS-12 [2] ФРЭЭ и традиционного набора зондовых параметров плазмы показали, что данная газоразрядная плазма достаточно близко соответствовала максвелловской среде. Эти данные на основе предварительного использования заявленного способа путем решения системы приведенных в нем уравнений позволили определение реальных величин внешнего радиуса зондового слоя R (или толщины этого слоя δ=R-а) и коэффициента Бома СБЦил≈1,23. На этой основе и был построен заявленный способ локальной диагностики плазмы в экспериментах общего характера, в которых средняя величина ионной массы может отличаться от паспортных данных по плазмообразующему газу.

Выражение для определения скорректированного радиуса зондового слоя RСФ было получено аппроксимацией поправочных данных, приведенных в работе [4]. В экспериментальной физике применяются различные методы обработки зондовых характеристик: графический метод Ленгмюра, метод наложения на зондовый потенциал ВЧ компоненты малой амплитуды, методы Лафрамбуаза, орбитальный, Дрювестейна и др. Последний не требует каких-либо априорных предположений о форме ФРЭЭ и начинается с прямого измерения данной функции, что является его важным достоинством.

Примером реализации предложенного способа является организация аккуратной зондовой диагностики ксеноновой плазмы в ВЧ индукционном (ВЧИ) газоразрядном узле модельного ВЧ ионного двигателя (ВЧИД) с торцевым плоским индуктором и ферритовым сердечником, схема которого представлена на Фигуре. Здесь 1 - вакуумная камера, 2 - индуктор, 3 - ферритовый сердечник, 4 - согласующее устройство, 5 - ВЧ генератор, 6 - кварцевое окно, отделяющее индуктор от плазмы, 7 - подача рабочего газа - ксенона, 8 - датчик давления, 9 - зонд Ленгмюра, 10 - автоматизированная зондовая станция VGPS-12, 11 - газодинамический имитатор ионно-оптической системы ионного двигателя, обеспечивший давление в газоразрядном пространстве, равное рабочему давлению в модели ВЧИД при номинальном расходе ксенона.

В данном эксперименте зонд Ленгмюра был выполнен в виде вольфрамовой нити диаметра 0,15 мм и длиной 10 мм. Нить была проложена в одном из каналов двухканального керамического капилляра внешнего диаметра 0,88 мм, размещенного в экранирующей трубке из нержавеющей стали внешнего диаметра 1,6 мм. Данный диаметр и представляет собой размер относительно тонкого зондодержателя. В другом канале керамического капилляра находилась такая же вольфрамовая нить, соединенная с электроизолированным отрезком стального экрана длины 10 мм, окружавшего керамический капилляр вблизи его измерительного торца. Эта втулка, подключавшаяся вместе с измерительным зондом к зондовой станции VGPS-12, выполняла роль опорного зонда с развитой собирающей поверхностью, устранявшего ВЧ искажения зондовой характеристики [2]. Такое исполнение зонда Ленгмюра обеспечило практически нулевые возмущения параметров изучавшейся плазмы ксенона, погрешности измерений температуры и концентрации электронов имели размах порядка ±10% при гораздо меньших погрешностях измерений зондовых потенциалов. Статистика обработки набора полученных экспериментальных данных показала, что размах значений коэффициента Бома СБЦил=1,23 охватил диапазон порядка ±7% [3], поэтому полную погрешность его определения вполне можно принять равной ±10%.

Насколько авторам известно, заявленные возможности зондовой диагностики плазмы, широко применяемой в экспериментальной физике, ранее не использовались. Отсюда следует, что данное техническое предложение ново и полезно, обеспечив эффективное расширение области применения локальной диагностики плазмы цилиндрическими зондами Ленгмюра.

Источники информации

1. Langmuir I., Mott-Smith Н., General Electric Review, 1924, v. 27, p. 449.

2. Godyak V.A., Demidov V.I., Probe measurements of electron-energy distributions in plasmas: what can we measure and how can we achieve reliable results? J. Phys. D. Appl. Phys., 2011, v. 44, paper No. 233001 (30 pp.).

3. P.E. Masherov, V.A. Riaby, V.K. Abgaryan, Note: Refined possibilities for plasma probe diagnostics, Rev. of Sci. Instrum., 2016, v. 87, 086106 (опубликовано 06.08.2016).

4. Piejak R.B., Godyak V.A., Garner R., Alexandrovich B.M., The hairpin resonator: A plasma density measuring technique revisited, J. Appl. Phys., 2004, v. 95, No. 7, p. 3785-3791.

1. Способ локальной диагностики максвелловской плазмы с помощью одиночного цилиндрического зонда Ленгмюра путем введения в газоразрядное пространство тонкого зондодержателя с зондом на конце в виде отрезка металлической нити, подключенной через источник зондового напряжения к металлическому корпусу газоразрядного устройства или дополнительному опорному электроду с принятием мер по защите зондовой цепи от электрических наводок и по очистке собирающей поверхности зонда, регистрации его вольт-амперной характеристики изменением зондового напряжения в обе стороны от плавающего потенциала и определения функции распределения электронов по энергиям, концентрации электронов, их температуры и потенциала плазмы обработкой зондовой характеристики одним из известных методов, отличающийся тем, что, в случае близости измеренного распределения электронов по энергиям к функции Максвелла, находят плотность тока ионов на зонд под плавающим потенциалом jif по соответствующей потенциалу плазмы плотности электронного тока насыщения на зонд jes, используя формулу Больцмана jif=jes⋅exp(-ΔVf/Te), где ΔVf - разность между потенциалом плазмы и плавающим потенциалом зонда, Tе, В - температура электронов, полученную величину jif выражают двояким образом: а) через уравнение Бома jif=CБЦил⋅(R/a)ene(2eTe/Mi)1/2, где СБЦил=1,23 - экспериментально подтвержденный коэффициент Бома для цилиндрического зонда, R - внешний радиус зондового слоя объемного заряда, а - радиус цилиндрического зонда, е - элементарный заряд, nе - концентрация электронов, Мi - масса иона, и б) через уравнение Чайлда-Ленгмюра-Богуславского jif(4ε0/9)(2e/Mi)1/2(ΔVf3/2/aRAЛ), где ε0 - диэлектрическая постоянная вакуума, AЛ - зависящая от отношения R/a безразмерная константа Ленгмюра, и совместным решением указанных уравнений находят величины R и Мi.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при несоответствии реального зондового слоя модели Чайлда-Ленгмюра-Богуславского, исключающей проникновение электронов в зондовый слой, внешний радиус R зондового слоя корректируют по модели зондового слоя, допускающей такое проникновение, например, согласно «ступенчато-фронтальной» модели величину R находят из выражения RСФ=0,692⋅R+0,3816⋅a, где RСФ - радиус зондового слоя, соответствующий «ступенчато-фронтальной» модели.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области генерирования плазмы. Устройство содержит по меньшей мере два коаксиальных волновода (4), каждый из которых сформирован из центрального проводника (1) и внешнего проводника (2) для направления сверхвысокочастотных волн в камеру обработки.

Изобретение относится к способу и системе для нанесения покрытий на подложку. В системе узел нанесения покрытия расположен внутри вакуумной камеры.

Изобретение относится к области плазменно-электромагнитного воздействия на различные виды материальной среды, расположенной как на близком, так и значительном расстояниях от излучателя.

Изобретение относится к наукоемкой технологии и может быть применено для плазменно-электромагнитного воздействия на различные виды материальной среды, расположенной как на близком, так и значительном расстояниях от излучателя.

Изобретение относится к плазменной технике и может быть использовано для плазменной обработки термочувствительных поверхностей, стерилизации, а также для дезинфекции раневых поверхностей и стимулирования процессов их заживления.

Изобретение относится к плазменной и медицинской технике и может быть использовано для активации иммунного ответа и процессов заживления, уменьшения микробного обсеменения инфицированных ран и язв, их обеззараживания неравновесной аргоновой плазмой атмосферного давления без инициации новых полирезистентных штаммов, для лечения бактериальных, грибковых и вирусных воспалений кожи.

Изобретение относится к соединительному компоненту для сборки в головку горелки для обработки материалов. Этот соединительный компонент содержит цилиндрический корпус, который включает в себя проксимальный конец и дистальный конец, определяющие продольную ось.

Изобретение относится к области плазменной техники. Источник (1) плазмы, предназначенный для нанесения покрытия на подложку (9) и выполненный с возможностью соединения с источником (Р) энергии, содержит электрод (2), магнитный узел (4), находящийся на периферии упомянутого электрода и содержащий совокупность магнитов, соединенных между собой магнитной опорой (46), включающий в себя по меньшей мере первый и второй центральные магниты (43, 44) и по меньшей мере один головной магнит (45), электрически изолирующую оболочку (5), расположенную таким образом, чтобы окружать электрод и магниты.

Изобретение относится к области плазменной техники. Устройство включает в себя ускоритель плазмы с воронкообразным участком высокой степени сжатия, отходящим от входа ускорителя, и вытянутым участком, соединенным с воронкообразным участком высокой степени сжатия, который может располагаться между концом воронкообразного участка и выходом ускорителя.

Изобретение относится к области термообработки посредством плазменной горелки. Расходуемый компонент горелки для термообработки включает в себя приемник, размещенный внутри упомянутой горелки для термообработки, причем расходуемый компонент содержит:- корпус расходуемого компонента; и- сигнальное устройство, содержащее опознавательную метку идентификации по радиочастотным сигналам (RFID), расположенную на или в корпусе расходуемого компонента, для передачи сигнала, связанного с расходуемым компонентом, причем сигнал является независимым от выявляемой физической характеристики расходуемого компонента.

Изобретение относится к области плазменной техники. Технический результат - повышение срока службы трубчатого самонакаливаемого полого катода в аксиально-симметричном магнитном поле. Способ повышения ресурса катода основан на изменении условий горения разряда в катодной полости при наложении резко неоднородного осесимметричного магнитного поля. С помощью кольцевых постоянных магнитов создают резко неоднородное магнитное поле, максимум которого располагается в плоскости выходной апертуры катода, в результате чего активная зона разряда, характеризующаяся максимальной плотностью тока эмиссии и скоростью эрозии катода, локализуется на торцевой поверхности катода. Повышение ресурса катода обеспечивается созданием условий, при которых износ катода происходит не только в радиальном, но и в продольном направлении путем перемещения катода или магнитов по мере эрозии катода, при котором сохраняется положение максимума магнитного поля в плоскости торца катода. Генератор плазмы на основе разряда с самонакаливаемым полым катодом может быть использован как в магнетронных системах нанесения покрытий для повышения плотности тока ионного сопровождения, так и в устройствах химического осаждения покрытий для плазменной активации процессов взаимодействия реагентов в рабочем объеме. 3 ил.

Изобретение относится к физике высоких плотностей энергии и термоядерного синтеза и может использоваться при получении мощных потоков мягкого рентгеновского излучения. Многопроволочный лайнер содержит анод и катод с токопроводяшими деталями, систему токопроводящих проволочек, соединенных с токопроводяшими деталями анода и катода и расположенных в направляющих. Образующие поверхности токопроводящих деталей электродов плавно сопряжены с внешней поверхностью электродов и обработаны с чистотой поверхности по классу не ниже 13. На сопряженных поверхностях установлены накладки, в которых выполнены направляющие для проволочек в виде прорезей. Техническим результатом является точность позиционирования проволочек, составляющая ±1 мкм; уменьшение вероятности повреждения проволочек при сборке, монтаже и транспортировке устройства. 2 ил., 3 пр.

Изобретение относится к плазменному экспандеру изменяемого объема и к устройствам для формирования плазмы для получения электронных или ионных пучков. Плазменный экспандер изменяемого объема имеет цилиндрическую форму, изготовлен из проводящих материалов, плазма попадает в него через отверстие в аноде, с другой стороны происходит частичное ограничение плазмы. Конструкция экспандера состоит из 1 - цилиндрического основания, 2 - вставки, выполненной в виде кольца (А), выбираемого из набора колец с толщиной от 5 до 30 мм с шагом от 1 до 10 мм, сильфона (В) или резьбового соединения (С), 3 - фронтальной части, 4 - крышки с эмиссионным отверстием и 5 - оснастки для закрепления деталей. Способ получения плоскопараллельного пучка заряженных частиц предусматривает использование указанного плазменного экспандера, в котором изменяют плотность плазмы за счет управления размерами экспандера. При этом в случае расходящегося пучка от вогнутой границы плазмы (фиг. 5С) собирают экспандер с более короткой вставкой (2 на фиг. 6), уменьшая длину и объем экспандера, тем самым повышая плотность плазмы, а в случае расходящегося пучка от выгнутой границы плазмы (фиг. 5А) собирают экспандер с более длинной вставкой (2 на фиг. 6), увеличивая длину экспандера и снижая плотность плазмы до достижения плазменной границы близкой к плоской. Техническим результатом является упрощение настройки системы формирования пучка с одновременным повышением ее точности, что обеспечивает получение плоскопараллельного пучка заряженных частиц. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил., 4 пр.

Изобретение относится к области исследования физических свойств вещества, в частности к исследованию процессов в плазме и в газоразрядных приборах. Технический результат - обеспечение возможности формирования тепловой кумулятивной струи, плавящей металл, и образованного ею канала на поверхности металла необходимой длины. Способ формирования тепловой кумулятивной струи, плавящей металл, и образованного ею канала на металлической поверхности катодной пластины в импульсном дуговом разряде при взрыве размещенной между электродами проволочки необходимой длины, включает подачу на электроды напряжения, обеспечивающего лавинный пробой разрядного промежутка, возникающий при наличии в воздухе паров испаряющейся проволочки с формированием тепловой кумулятивной струи, плавящей металл, на металлической поверхности катодной пластины, размещение на поверхности катодной пластины диэлектрической преграды на пути кумулятивной струи и перемещение диэлектрической преграды вдоль этой струи до получения необходимой длины тепловой кумулятивной струи и длины образованного ею канала проплавленного металла. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к управлению вектором тяги плазменных двигателей. Устройство содержит закреплённые на корпусе плазменного двигателя в зоне за срезом его выходного канала две или четыре прямоугольной формы рамочных магнитных катушки, расположенных открытыми частями рамок напротив друг друга. Катушки установлены симметрично относительно продольной оси двигателя, параллельно друг другу или под небольшим углом друг к другу. Данное исполнение устройства обеспечивает создание за срезом выходного канала двигателя существенно однородного поперечного магнитного поля, в т.ч. - в двух ортогональных направлениях. Техническим результатом является повышение эффективности управления вектором тяги плазменного двигателя. 3 н.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области плазменной техники. . Электродуговой плазмотрон имеет корпус, в котором соосно установлены изолированные друг от друга водоохлаждаемые электроды - анод и катод. Между ними находится узел ввода плазмообразующего газа. Канал анода состоит из конфузора и диффузора, выполненных в форме усеченных конусов, которые сопряжены своими верхними основаниями. Переход между конусами выполнен тороидальным с радиусом образующей окружности r=4…8 мм. Углы при вершинах конусов конфузора и диффузора равны соответственно α=80°…96° и β=38°…48°. Диаметр наименьшего сечения канала равен D=15…18 мм. Катод представляет собой медную водоохлаждаемую обойму с тугоплавкой вставкой и имеет на конце форму усеченного конуса с углом при вершине γ<α. Катод установлен так, что его конический участок располагается в конфузоре анода, а торец его тугоплавкой вставки находится внутри тороидального перехода. Узел ввода плазмообразующего газа представляет собой изоляционную втулку, расположенную над обоймой катода перед входом в канал анода. Втулка имеет не менее двух рядов отверстий диаметром d=0,4…0,6 мм. Каждый ряд содержит не менее 12 отверстий, распределенных равномерно по окружности. Оси отверстий проходят через продольную ось плазмотрона и наклонены к этой оси под углом δ=(45…60)°. Технический результат - увеличение рабочего тока плазмотрона до 2000 А, повышение производительности процесса центробежного распыления, увеличение ресурса работы электродов плазмотрона в среднем до 300 ч, обеспечение стабильной работы плазмотрона в диапазоне силы тока от 700 до 2000 А. 2 ил., 2 пр.

Изобретение относится к области диагностики плазмы и может быть использовано для исследований неравновесной анизотропной плазмы непосредственно в рабочих условиях широкого круга газоразрядных устройств: лазеров, плазмотронов, источников света, мощных стабилизаторов тока и напряжения, ключевых элементов, инверторов. Технический результат - определение набора параметров нейтральной (локальная температура) и электронной (транспортное сечение электрон-атомных столкновений и конвективная скорость) компонент плазмы. В исследуемом плазменном объекте регистрируют вторую производную ВАХ цилиндрического зонда, путем совместного использования экспериментальных данных и решения кинетического уравнения Больцмана реконструируют энергетические зависимости лежандровых компонент ФРЭС ƒ0, ƒ1 и ƒ2 и интеграла электрон-атомных столкновений S1 одновременно осуществляют точное измерение давления газа р и напряженности электрического поля Еz. Способ обеспечивает определение температуры Та нейтральной компоненты плазмы и параметров электронной компоненты - транспортного сечения электрон-атомных столкновений и конвективной скорости электронов 〈v〉конв. 5 ил.

Изобретение относится к способам исследования локальных параметров плазмы в газоразрядных источниках плазмы. В заявленном способе локальной диагностики максвелловской плазмы с помощью одиночного цилиндрического зонда Ленгмюра предусмотрено введение в газоразрядное пространство тонкого зондодержателя с зондом на конце в виде отрезка металлической нити, подключенной через источник зондового напряжения к металлическому корпусу газоразрядного устройства или дополнительному опорному электроду. При этом принимаются меры по защите зондовой цепи от электрических наводок и по очистке собирающей поверхности зонда, регистрации его вольт-амперной характеристики изменением зондового напряжения в обе стороны от плавающего потенциала и определения функции распределения электронов по энергиям, концентрации электронов, их температуры и потенциала плазмы обработкой зондовой характеристики одним из известных методов. Затем находят плотность тока ионов на зонд под плавающим потенциалом, используемую в дальнейшем для контроля чистоты рабочего газа или состояния экспериментальной вакуумной техники. Технический результат - расширение набора измеряемых параметров изучаемой плазмы определением толщины зондового слоя и массы ионов в том случае, когда функция распределения электронов по энергиям плазмы близка к функции Максвелла. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх