研究目的
研究磁过滤器和磁笼对螺旋波氧等离子体中负离子产生的影响。
研究成果
利用朗缪尔探针测量的双探针技术对螺旋波放电中的电负性氧等离子体进行了表征。通过对比分析有无磁过滤器和多极磁笼时,HeliPS膨胀腔内带电粒子密度、电子温度、电子密度径向分布及负离子比例的变化情况,研究发现:除模式转换点处出现密度跃变外,负离子、正离子与电子密度均随射频功率呈线性增长。当温度比c为10时,即使不使用磁笼和磁过滤器,负离子密度仍可能超过电子密度,或使负离子比例大于1。采用磁笼和磁过滤器后,负离子密度随射频功率及工作压力升高而增加,在1500W射频功率、1×10?2 mbar气压条件下(c=10时),测得最高负离子比例可达8左右。这表明磁笼和磁过滤器能显著提升负离子产率。此外,为实现高效负离子生成,需针对特定磁场条件优化系统的射频功率与工作压力参数。
研究不足
负离子温度的测量较为困难,必须假设c(Te/T?)的值。电子温度随施加的射频功率基本无变化,而负离子密度除受电子温度影响外,还取决于负离子温度。