等離子體診斷的方法
等離子體診斷指的是通過光、電、磁等各種手段,對(duì)等離子體中的各種物理、化學(xué)過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)與分析。等離子體診斷使人們對(duì)等離子體的理解更加深入,從而更好地控制并
應(yīng)用等離子體。根據(jù)是否與等離子體接觸,等離子體診斷可分為侵入式與非侵入式兩種。根據(jù)測(cè)量對(duì)象的不同,可分為電學(xué)、光學(xué)、粒子診斷等。電學(xué)診斷中靜電探針是最為
常見的診斷方法。
朗繆爾探針是等離子體診斷中最早、最基本的手段之一,它是由朗繆爾(Langmuir)于 1923年提出。
下圖所示為朗繆爾探針的測(cè)量原理圖。其結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單, 就是一根金屬絲插入等離子體中。通常所用的金屬材料為鎢絲、 鉭絲或銷絲等。
根據(jù)探針測(cè)量的伏安特性曲線,可以獲得電子溫度、電子密度、懸浮電位、等離子體空間電位等參量。雖然探針對(duì)其周圍的等離子體有一定的擾動(dòng),但是限于探針周圍
幾個(gè)德拜長度的范圍內(nèi),因而具有一定的空間分辨能力。通過移動(dòng)探針,可獲得這些等離子體參量的空間分布。
朗繆爾探針是探測(cè)等離子清洗機(jī)真空腔體中電子密度,強(qiáng)度,分布的一個(gè)有效的手段,對(duì)于不同的區(qū)域的等離子體的被測(cè)等離子體應(yīng)當(dāng)是準(zhǔn)電中性的,即電子密度與離子
密度相等。磁場(chǎng)的存在使得帶電粒子圍繞磁力線做回旋運(yùn)動(dòng),帶電粒子的運(yùn)動(dòng)將不是各向同性而是各向異性的。