偶合式表面波等离子体发生器制造技术

本实用新型专利技术提供一种偶合式表面波等离子体发生器，属低温等离子体技术领域。采用同轴型表面波等离子体发生器（Ｓｕｒｆａｔｒｏｎ）和波导型表面波等离子体发生器（Ｓｕｒｆａｇｕｉｄｅ）进行偶合组成其微波系统，取代以往单独使用该两种等离子体发生器的微波系统；可获得大体积、稳定且可随意改变其体积的等离子体。本实用新型专利技术可用于进行表面波传输模拟实验及其等离子体反射电波实验，以及对非晶硅太阳能电池进行氢化，换处理容器后，可应用于其它方面。（*该技术在1998年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利说明 本技术属低温等离子体
气体放电的种类多种多样，现有基于表面波沿等离子体柱传输的同轴型表面波等离子体发生器(Surfatron)和波导型表面波等离子体发生器(Surfaguide)。同轴型表面波等离子体发生器(Surfatron)虽稳定且匹配较好，但产生的等离子体体积较小；波导型表面波等离子体发生器(Surfaguide)稳定性和匹配性较差，但产生的等离子体体积较大，要获得大体积、稳定的等离子体，现主要靠增大激励源的功率，但对于同轴型表面波等离子发生器(Surfatron)存在难以解决的自身散热问题，对于波导型表面波等离子体发生器(Surfaguide)存在着放电容器易被击穿等问题。 经检索德温特出版物，没发现与本技术相同的专利报导。 本技术的目的是根据波与波、波与等离子体地相互作用理论，提供一种由同轴型表面波等离子体发生器(Surfatron)和波导型表面波等离子体发生器(Surfaguide)偶合而成的偶合式表面波等离子体发生器，在电磁波功率不变的前提下，通过改变同轴型和波导型表面波等离子体发生器之间的偶合，获得大体积、稳定的等离子体，且可随意改变等离子体体积。 本技术的技术解决方案是偶合式表面波等离子体发生器，由贮气钢瓶1和装于其出口处的减压器2，由真空橡胶管4将其一端与减压器2相连，而另一端与微波系统处理容器7细端连接的针形阀3，真空橡胶管4，微波系统及其电源，微波系统处理容器7，连于处理容器粗端头的法兰8及相连的园筒管9，由皮管4与园筒管9和三通管12一端相连的，带探针电极的玻璃管10，带探针电路以测定等离子体参量的探针电极11，由真空橡胶管4将其三端头分别与园筒管9、真空计探头13、玻璃三通活塞14相连的三通管12，由真空橡胶管4将其两端头分别与玻璃三通管12，机械泵15相连，另一端头通大气的三通活塞14，带真空计的真空计探头13，机械泵15以及支撑各部件的支承脚16组成。其特殊之处在于微波系统由同轴型表面波等离子体发生器(Surfatron)5和与之偶合、可调节它们间距的波导型表面波等离子体发生器(Surfaguide)6组成；两等离子体发生器共用的处理容器7一段为粗石英管、后渐细为锥形而过渡到另一细段，两等离子体发生器均套于处理容器7的细段，波导型等离子体发生器(Surfaguide)6靠近其可以放置被处理样品的粗端，下部为用以调节其与同轴型表面波等离子体发生器(Surfatron)5间距的调节轮17和齿条座。 本技术由于采用同轴型表面波等离子体发生器(Surfatron)和波导型表面波等离子体发生器(Surfaguide)偶合组成的微波系统，克服了以往各自单独采用该两种等离子体发生器作为微波系统的等离子体发生器的缺点，因而具有以下优点 (1)产生的等离子体柱稳定性好； (2)在供给同轴型表面波等离子体发生器(Surfatron)和波导型表面波等离子体发生器(Surfaguide)的功率不变的前提下，调节它们之间的距离可以改变等离子体柱的长度，这有利于在实验中相对地改变处理样品的位置； (3)通过改变两个等离子体发生器的偶合和等离子体与等离子体间的偶合以及表面波间的偶合，可以达到增大和改变等离子体体积的目的。 附图是本技术示意图。 以下结合附图说明本技术的实施例 本技术由贮气钢瓶1和装于其出口处的减压器2，由真空橡皮管4将其一端与减压器2相连，而另一端与微波系统处理容器7细端连接的针形阀3，真空橡皮管4，微波系统及其电源，微波系统处理容器7，连于处理容器端头的法兰8及其相连的园筒管9，由皮管4与园筒管9和三通管12一端相连的，带探针电极的玻璃管10，带探针电路以测定等离子体参量的探针电极11，由真空橡胶管4将其三端头分别与园筒管9、真空计探头13、玻璃三通活塞14相连的三通管12，由真空橡胶管4将其两端头分别与玻璃三通管12、机械泵15相连，另一端头通大气的三通活塞14，带真空计的真空计探头13，机械泵15以及支撑各部件的支承脚16组成，微波系统由同轴型表面波等离子体发生器(Surfatron)5和与之偶合、可调节它们间距离的波导型表面波等离子体发生器(Surfaguide)6组成；两等离子体发生器共用的处理容器7为一段粗、后渐细为锥形而过渡到另一细端的石英管，两等离子体发生器均套于处理容器7的细段，波导型等离子体发生器(Surfaguide)6靠近其可以放置被处理样品的粗端，下部为用以调节其与同轴型表面波等离子体发生器(Surfatron)5间距的调节轮17和齿条座。 本技术贮气钢瓶1，可采用氢气瓶，减压器2为D－5型，针形阀3为GW－J30－T，机械泵为2XZ－4型旋片式真空泵，同轴型表面波等离子体发生器(Surfatron)5的电源为WB－2无电极微波发生器，波导型表面波等离子体发生器(Surfaguide)6的电源为NE－6790型微波炉改装。 使用时，调节(Surfaguide)6相对于石英管7的位置，可以控制处理容器7内的等离子体弧长(即控制等离子体密度等参数)；调节针形阀门3，可以控制处理容器7内的气压，进而控制等离子体柱的弧长；调节输入(Surfatron)的微波功率，可以微调等离子体柱的弧长；通过调节轮调节(Surfatron)5和(Surfaguide)6的偶合，通过改变偶合的强弱，进而控制等离子体柱的弧长。 下表给出了本技术在压强Pr＝0.8torr时，两表面波等离子体发生器的间距d与等离子体弧长L的关系，(单位为mm) 本技术已用于非晶硅太阳能电池的氢化，其效果比射频氢化的效果好 a电池在射频退火后，其体电阻有较大幅度的增加，而微波退火(即氢化)后电阻变化较小或不大变化。 b经其处理后电池短路电流较大。 c经其处理后开路电压明显升高。 本技术微波辐射易防护，对常用电器设备几乎无干扰，氢化工艺简单且节约时间(由射频氢化的3.5小时减为0.5小时)等离子体弧的稳定性好，氢化过程中，等离子体弧长可调节。 本技术还可用于表面波传输模拟实验及等离子体反射电磁波模拟实验；更换处理容器后，可用于其它方面。权利要求一种偶合式表面波等离子体发生器，由贮气钢瓶1和装于其出口处的减压器2，由真空橡胶管4将其一端与减压器2相连，而另一端与微波系统处理容器7细端连接的针形阀3，真空橡胶管4，微波系统及其电源，微波系统处理容器7，连于处理容器粗端头的法兰8及其相连的园筒管9，由皮管4与园筒管9和三通管12一端相连的、带探针电极的玻璃管10，带探针电路以测定等离子体参量的探针电极11，由真空橡胶管4将其三端头分别与园筒管9、真空计探头13、玻璃三通活塞14相连的三通管12，由真空橡胶管4将其两端头分别与玻璃三通管12、机械泵15相连、另一端头通大气的三通活塞14，带真空计的真空计探头13，机械泵15以及支撑各部件的支承脚16组成，其特征在于微波系统由同轴型表面波等离子体发生器(Surfatron)5和与之偶合、可调节它们间距离的波导型表面波等离子体发生器(Surfaguide)6组成；两等离子体发生器共用的处理容器7为一段粗、后渐细为锥形而过渡到另一细段的石英管，两等离子体发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种偶合式表面波等离子体发生器，由贮气钢瓶１和装于其出口处的减压器２，由真空橡胶管４将其一端与减压器２相连，而另一端与微波系统处理容器７细端连接的针形阀３，真空橡胶管４，微波系统及其电源，微波系统处理容器７，连于处理容器粗端头的法兰８及其相连的园筒管９，由皮管４与园筒管９和三通管１２一端相连的、带探针电极的玻璃管１０，带探针电路以测定等离子体参量的探针电极１１，由真空橡胶管４将其三端头分别与园筒管９、真空计探头１３、玻璃三通活塞１４相连的三通管１２，由真空橡胶管４将其两端头分别与玻璃三通管１２、机械泵１５相连、另一端头通大气的三通活塞１４，带真空计的真空计探头１３，机械泵１５以及支撑各部件的支承脚１６组成，其特征在于微波系统由同轴型表面波等离子体发生器（Ｓｕｒｆａｔｒｏｎ）５和与之偶合、可调节它们间距离的波导型表面波等离子体发生器（Ｓｕｒｆａｇｕｉｄｅ）６组成；两等离子体发生器共用的处理容器７为一段粗、后渐细为锥形而过渡到另一细段的石英管，两等离子体发生器均套于处理容器７的细段，波导型等离子体发生器（Ｓｕｒｆａｇｕｉｄｅ）６靠近其可以放置被处理样品的粗端；下部为用以调节其与同轴型表面波等离子体发生器（Ｓｕｒｆａｔｒｏｎ）５间距的调节轮１７和齿条座。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯竞，黄铭，李象河，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：实用新型
国别省市：53[中国|云南]