一种具有透光间隙的辉光阴极等离子源，属于等离子体放电领域，本发明专利技术为解决现有辉光放电设备无法实现光学监测的问题。它包括：触持极、石英玻璃和电子引出极的前端旋切有运输等离子体的孔；阴极侧壁面的上端开有“C”形缝隙，触持极侧壁面的上端开有第一“L”形缝隙，电子引出极侧壁面的上端开有第二“L”形缝隙；工质气体通过进气管进入阴极包围的腔室中；阴极通过外接的接线柱施加负电位，触持极通过外接的接线柱施加正高压电位，工质气体在真空环境下被击穿产生等离子体；光学监测器通过“C”形缝隙、第一“L”形缝隙、第二“L”形缝隙和石英玻璃对产生的等离子体进行监测。本发明专利技术用于辉光放电等离子体源。电等离子体源。电等离子体源。
【技术实现步骤摘要】
一种具有透光间隙的辉光阴极等离子源
[0001]本专利技术涉及一种具有透光间隙的辉光阴极等离子源，属于等离子体放电领域。
技术介绍
[0002]辉光放电等离子体源在空间推进、环境治理、材料表面处理、激光器制备等方面具有极高的应用价值。辉光阴极等离子体源可用于上述应用的核心原因有：
[0003](1)、辉光放电源阴极表面发射大量的电子，用于电推进中和羽流；
[0004](2)、电子与原料气体碰撞产生等离子体，等离子体中含有大活性粒子，活性粒子与污染物发生化学反应将其转为无害物质；
[0005](3)、活性粒子和电子与被处理对象相互作用，发生反应，达到刻蚀的目的；
[0006](4)、辉光放电等离子体产生高能激发态粒子，控制激发态粒子碰撞转移过程，可定制特定波长的激发器。
[0007]因此，辉光阴极等离子体源在各个工业领域均有广泛应用。
[0008]现有的等离子体监测手段主要包括探针监测、质谱监测、激光监测和光谱监测等。其中：探针监测手段受限于其物理机制，无法监测等离子体产生的活性粒子成分。而光学监测手段可监测器活性粒子成分，结合相关物理模型更能定量分析活性粒子浓度，无疑是分析辉光放电物理机制的不二之选。
[0009]目前辉放电设备一般为长柱形石英玻璃管，虽能实现空间分辨光学监测，但其由于其尺寸和材料限制，工程应用价值有限。而一般工程应用的辉光放电设备一般为金属包覆形结构，放电室内部等离子体发光区域无法被监测，其放电物理机制研究则无从谈起，进而无法对工程应用的辉光阴极进行优化设计。
技术实现思路
[0010]本专利技术目的是为了解决辉光放电设备无法实现光学监测的问题，提供了一种具有透光间隙的辉光阴极等离子源。
[0011]本专利技术提出的一种具有透光间隙的辉光阴极等离子源，它包括进气管、阴极、触持极、石英玻璃和电子引出极；
[0012]阴极、触持极、石英玻璃和电子引出极均为筒形结构，且阴极、触持极、石英玻璃和电子引出极为同心结构，阴极、触持极和电子引出极之间通过陶瓷螺栓固接；
[0013]阴极的后壁面设有开孔，开孔处通过进气法兰与进气管连接，阴极的前端与触持极的后端密封连接，触持极的前端通过石英玻璃与电子引出极密封连接；
[0014]触持极、石英玻璃和电子引出极的前端旋切有运输等离子体的孔；
[0015]所述阴极侧壁面的上端开有“C”形缝隙，触持极侧壁面的上端开有第一“L”形缝隙，电子引出极侧壁面的上端开有第二“L”形缝隙；
[0016]所述“C”形缝隙的下断面、第一“L”形缝隙的下断面和第二“L”形缝隙的下断面处于同一截面上；
[0017]工质气体通过进气管进入阴极包围的腔室中；
[0018]阴极通过外接的接线柱施加负电位，触持极通过外接的接线柱施加正高压电位，工质气体在真空环境下被击穿产生等离子体；
[0019]光学监测器通过“C”形缝隙、第一“L”形缝隙、第二“L”形缝隙和石英玻璃对产生的等离子体进行监测。
[0020]优选的，所述阴极与进气法兰之间通过环形陶瓷垫片旋转固接；
[0021]所述阴极与触持极之间通过陶瓷垫片密封连接，所述陶瓷垫片为圆筒状凸台结构；
[0022]所述石英玻璃为筒形结构，采用可透紫外的高透过率石英玻璃制成。
[0023]优选的，所述“C”形缝隙的长度为5mm，宽度为2mm。
[0024]优选的，所述第一“L”形缝隙的位于触持极侧壁面上端的缝隙长度为4mm，宽度为2mm，第一“L”形缝隙的位于触持极前端的缝隙长度为2mm，宽度为2mm。
[0025]优选的，所述第二“L”形缝隙的位于电子引出极侧壁面上端的缝隙长度为7mm，宽度为2mm，第二“L”形缝隙的位于电子引出极前端的缝隙长度为8mm，宽度为2mm。
[0026]优选的，所述触持极前端运输等离子体的孔的直径为0.2mm；所述石英玻璃前端运输等离子体的孔的直径为6mm；所述电子引出极前端运输等离子体的孔的直径为1mm。
[0027]优选的，电子引出极通过外接的接线柱施加正电位，且施加在电子引出极上的正电位高于施加在触持极上的正高压电位。
[0028]本专利技术提出的另一种具有透光间隙的辉光阴极等离子源，它包括阴极放电腔、绝缘支架、内绝缘陶瓷、触持极、外绝缘陶瓷、电子引出极和陶瓷外壳；
[0029]阴极放电腔、触持极和电子引出极通过陶瓷外壳同轴固装，阴极放电腔与触持极之间通过绝缘支架和内绝缘陶瓷绝缘固装触持极与电子引出极之间通过外绝缘陶瓷(25)绝缘固装；
[0030]触持极、电子引出极和陶瓷外壳的前端旋切有运输等离子体的孔；
[0031]工质气体通过进气管进入阴极放电腔；
[0032]阴极放电腔通过外接的接线柱施加负电位，触持极通过外接的接线柱施加正高压电位，工质气体在真空环境下被击穿产生等离子体；
[0033]光学监测器通过触持极和电子引出极前端旋切的孔对产生的等离子体进行监测。
[0034]优选的，所述触持极前端运输等离子体的孔的直径为0.5mm；所述电子引出极前端运输等离子体的孔的直径为2mm；所述陶瓷外壳前端运输等离子体的孔的直径为10mm。
[0035]优选的，电子引出极通过外接的接线柱施加正电位，且施加在电子引出极上的正电位高于施加在触持极上的正高压电位。
[0036]本专利技术提出的具有透光间隙的辉光阴极等离子源，具有如下优点：
[0037]1、相较于传统的热发射空心阴极，工质使用范围更广，不受发射体材料限制，可使用各种气体进行放电，其应用范围更广。
[0038]2、可通过光学监测装置通过透光间隙或透光孔探测到辐射光子，将其转化为电信号，发送至上位机中，再进一步结合相关物理模型便可定量分析活性离子成分，进而能够对辉光阴极进行优化设计。
附图说明
[0039]图1是本专利技术具体实施方式一所述一种具有透光间隙的辉光阴极等离子源的结构示意图；
[0040]图2是图1的三维立体图；
[0041]图3是本专利技术具体实施方式二所述一种具有透光间隙的辉光阴极等离子源的结构示意图；
[0042]图4是图3的三维立体图。
具体实施方式
[0043]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0044]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0045]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。
[0046]实施例1：
[0047]下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种具有透光间隙的辉光阴极等离子源，它包括进气管1、阴极5、触本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有透光间隙的辉光阴极等离子源，其特征在于，它包括进气管(1)、阴极(5)、触持极(7)、石英玻璃(8)和电子引出极(9)；阴极(5)、触持极(7)、石英玻璃(8)和电子引出极(9)均为筒形结构，且阴极(5)、触持极(7)、石英玻璃(8)和电子引出极(9)为同心结构，阴极(5)、触持极(7)和电子引出极(9)之间通过陶瓷螺栓(3)固接；阴极(5)的后壁面设有开孔，开孔处通过进气法兰(2)与进气管(1)连接，阴极(5)的前端与触持极(7)的后端密封连接，触持极(7)的前端通过石英玻璃(8)与电子引出极(9)密封连接；触持极(7)、石英玻璃(8)和电子引出极(9)的前端旋切有运输等离子体的孔；所述阴极(5)侧壁面的上端开有“C”形缝隙(11)，触持极(7)侧壁面的上端开有第一“L”形缝隙(12)，电子引出极(9)侧壁面的上端开有第二“L”形缝隙(13)；所述“C”形缝隙(11)的下断面、第一“L”形缝隙(12)的下断面和第二“L”形缝隙(13)的下断面处于同一截面上；工质气体通过进气管(1)进入阴极(5)包围的腔室中；阴极(5)通过外接的接线柱施加负电位，触持极(7)通过外接的接线柱施加正高压电位，工质气体在真空环境下被击穿产生等离子体；光学监测器通过“C”形缝隙(11)、第一“L”形缝隙(12)、第二“L”形缝隙(13)和石英玻璃(8)对产生的等离子体进行监测。2.根据权利要求1所述的一种具有透光间隙的辉光阴极等离子源，其特征在于，所述阴极(5)与进气法兰(2)之间通过环形陶瓷垫片(4)旋转固接；所述阴极(5)与触持极(7)之间通过陶瓷垫片(6)密封连接，所述陶瓷垫片(6)为圆筒状凸台结构；所述石英玻璃(8)为筒形结构，采用可透紫外的高透过率石英玻璃制成。3.根据权利要求1或2所述的一种具有透光间隙的辉光阴极等离子源，其特征在于，所述“C”形缝隙(11)的长度为5mm，宽度为2mm。4.根据权利要求1或2所述的一种具有透光间隙的辉光阴极等离子源，其特征在于，所述第一“L”形缝隙(12)的位于触持极(7)侧壁面上端的缝隙长度为4mm，宽度为2mm，第一“L”形缝隙(12)的位于触持极(7)前端的缝隙长度为2mm，宽度为2mm。5.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：宁中喜，王璐，朱悉铭，韩傲，赵东兴，
申请(专利权)人：上海易推动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。