一种测量离子密度对相对介电常数影响的装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种测量离子密度对相对介电常数影响的装置及测量方法，包括主控装置、空心腔体结构、射频收发装置、电气控制装置以及真空控制装置，主控装置分别与真空控制装置以及电气控制装置连接，真空控制装置、射频收发装置、电气控制装置分别与空心腔体结构连接；真空控制装置与电气控制装置接收主控装置的控制信号，改变空心腔体内部状态，通过射频收发装置检测不同离子密度状态下等离子体信号功率，计算出相对介电常数，分析不同离子密度对入射信号相位的影响；本发明专利技术精确控制等离子体密度，在等离子体诊断中，将离子密度对等离子体介电常数纳入考虑，解决了无法测量离子密度对等离子体介电常数的影响的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种测量离子密度对相对介电常数影响的装置及测量方法
本专利技术涉及物质对介电常数影响因素检测
，具体涉及一种测量离子密度对相对介电常数影响的装置及测量方法。
技术介绍
等离子体(plasma)又叫做电浆，是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质，尺度大于德拜长度的宏观电中性电离气体，其运动主要受电磁力支配，并表现出显著的集体行为。在低频电磁场中，等离子体表现为导体；当外加电磁场的频率足够高时，等离子体的行为更像电介质。介电常数是表征电介质的最基本的参量。是衡量电介质在电场下的极化行为或储存电荷能力的参数。相对介电常数是表征介质材料的介电性质或极化性质的物理参数，其值等于以预测材料为介质与以真空为介质制成的同尺寸电容器电容量之比，该值也是材料贮电能力的表征。对于大部分等离子源，是通过外加电场的方式使电子和中性气体发生碰撞来产生等离子体，这个过程中，离子密度无法得到精确控制。因此在等离子体诊断过程中，无法忽视离子密度对等离子体介电常数的影响，更加无法测量离子密度对等离子体介电常数的影响。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量离子密度对相对介电常数影响的装置，其特征在于，包括主控装置、空心腔体结构、射频收发装置、电气控制装置以及真空控制装置；/n所述主控装置分别与所述真空控制装置以及电气控制装置连接，用于控制所述真空控制装置以及所述电气控制装置的工作状态；/n所述真空控制装置与所述空心腔体结构连接，用于接收所述主控装置的控制信号将所述空心腔体结构内部环境改变为真空状态；/n所述电气控制装置与所述空心腔体结构连接，用于接收所述主控装置的控制信号将所述空心腔体结构内部环境改变为等离子体状态；/n所述射频收发装置与所述空心腔体结构连接，用于向所述空心腔体结构内部输入不同频率信号，接收所述空心腔体结构的输出信号...

【技术特征摘要】
1.一种测量离子密度对相对介电常数影响的装置，其特征在于，包括主控装置、空心腔体结构、射频收发装置、电气控制装置以及真空控制装置；
所述主控装置分别与所述真空控制装置以及电气控制装置连接，用于控制所述真空控制装置以及所述电气控制装置的工作状态；
所述真空控制装置与所述空心腔体结构连接，用于接收所述主控装置的控制信号将所述空心腔体结构内部环境改变为真空状态；
所述电气控制装置与所述空心腔体结构连接，用于接收所述主控装置的控制信号将所述空心腔体结构内部环境改变为等离子体状态；
所述射频收发装置与所述空心腔体结构连接，用于向所述空心腔体结构内部输入不同频率信号，接收所述空心腔体结构的输出信号，并通过输出信号的功率计算相对介电常数。


2.根据权利要求1所述的一种测量离子密度对相对介电常数影响的装置，其特征在于，所述空心腔体结构包括空心腔体、电子源接口、离子源接口、电子源注气孔、离子源注气孔、真空控制装置接口、发射天线入射口以及接收天线接收口；
所述电子源接口、所述离子源子接口均设置于所述空心腔体的一侧壁；所述电子源注气孔、所述离子源注气孔分别设置于所述电子源接口、所述离子源接口中；所述真空控制装置接口设置于所述空心腔体的另一侧壁；所述发射天线入射口设置于所述空心腔体顶部；所述接收天线接收口设置于所述空心腔体底部。


3.根据权利要求2所述的一种测量离子密度对相对介电常数影响的装置，其特征在于，所述发射天线入射口包含第一硼硅玻璃、第一支撑板以及第二支撑板；所述接收天线接收口包含第二硼硅玻璃、第三支撑板以及第四支撑板；所述第一硼硅玻璃采用螺栓螺母通过第一支撑板与第二支撑板固定；所述第二硼硅玻璃采用螺栓螺母通过第三支撑板与第四支撑板固定。


4.根据权利要求2所述的一种测量离子密度对相对介电常数影响的装置，其特征在于，所述电气控制装置包括注气控制单元、电子源、离子源、装有稀有气体的第一气瓶、装有稀有气体的第二气瓶以及第一流量计、第二流量计；
所述注气控制单元分别与所述第一流量计、所述第二流量计以及所述主控装置连接，用于接收所述主控装置的控制信号控制所述注气控制单元改变所述空心腔体内部环境的等离子体密度；
所述第一流量计还分别与所述空心腔体中电子源注气孔、第一气瓶连接；所述第二流量计还分别与所述空心腔体中离子源注气孔、第二气瓶连接；所述第一流量计、所述第二流量计分别接收所述注气控制单元的控制信号以控制所述第一气瓶、第二气瓶的稀有气体流量；
所述电子源与所述空心腔体中电子源接口连接；所述离子源与所述空心腔体中离子源接口连接，用于向所述空心腔体内部注入电子和离子，使所述空心腔体内部环境改变为等离子体状态。


5.根据权利要求2所述的一种测量离子密度对相对介电常数影响的装置，其特征在于，所述真空控制装置包括真空控制单元、机械泵、分子泵、真空分子泵控制器以及真空控制器；
所述真空控制单元分别与所述真空分子泵控制器、所述机械泵以及所述真空控制器连接，用于向所述机械泵、所述真空分子泵控制器以及所述真空控制器传输控制信号，控制所述机械泵将所述空心腔体抽为真空，及控制真空控制器检测所述空心腔体内部环境的真空环境下的真空度，进而根据检测信息控制所述真空分子泵控制器工作状态，以改变所述空心腔体内部环境状态；
所述机械泵与所述空心腔体上的真空控制装置接口连接，用于将所述空心腔体内部环境改变为真空状态；
所述真空控制器与所述空心腔体上的真空装置接口连接，用于检测所述空心腔体内部环境的真空度，并将该检测信息反馈给所述真空控制单元；
所述真空分子泵控制器与所述分子泵连接，用于接收所述真空控制单元控制信号控制所述分子泵工作状态；
所述分子泵与所述空心腔体上的真空装置接口连接，用于将所述空心腔体内部环境改变为高真空状态。


6.根据权利要求1所述的一种测量离子密度对相对介电常数影响的装置，其特征在于，所述射频收发系统包括发射天线、接受天线、定向耦合器、波导、负载、收发系统和示波器；
所述发射天线依次通过所述定向耦合器、所述波导与所述收发系统连接，用于接收经过所述波导、所述定向耦合器传输所述收发系统的输出信号，并将该输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海龙，师嘉豪，王彬，殷勇，蒙林，鲍敏，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51