等离子体诊断技术-探针测量.pptx

等离子体诊断技术-------静电探针测量;2、静电探针诊断技术 2.1探针的结构 2.2单探针的工作原理 2.3双探针的工作原理;1.1目的及其在科学中发展中的地位;1.2需要诊断的内容（等离子参数） 随着等离子体科学和技术及其应用的发展，在低温等离子体中需要诊断的等离子体参量主要包括： 等离子体中电子温度及其时空分布 等离子体中电子密度及其时空分布 等离子体中离子温度及其时空分布 等离子体中离子密度及其时空分布 等离子体中中性原子及其时空分布 等离子体中反应物及其中间产物的种类、密度及 时空分布 等离子体中杂质原子、离子种类密度及其时空分 布 ;1.3常用的等离子体诊断手段和种类 适用于低温等离子体的诊断手段;1.4实验的可靠性和误差;干扰：由于外部因素引起的测量对象或测量结果的扰动和偏差。噪声：内在因素引起的统计性涨落。;1.6分辨率;2、静电探针诊断技术;2.1探针的结构;从探针的外形，又可把探针分为平板形探针，圆筒形和球形探针。;2.2单探针工作原理;若把一个金属探针插入有自由电子和正离子组成的等离子体。探针电流为正离子电流和部分电离子电流的代数和，即;区域Ⅲ：当探针电位Vp满足 时，电子和离子都被捕获，并逐步过渡到电子电流流入区。;当探针电压为V时，探针上的电子电流为 ③ 其中， 为最大电子电流 ;（2）求电子密度Ne 假设单位时间内，以速度v e与探针表面法线方向成θ角运动的电子，与探针表面单位面积单位时间内碰撞的次数Ψ为： ⑥ 其中， 为打在探针上的，速度为;将⑦代入⑥式并对θ和V e积分，得到单位时间内打到探针单位面积上的总电子数Φ：;由⑩式可以得到 ;探针的饱和电子流为： ;2.3双探针工作原理;（1)求电子温度;设鞘层内的电子能量服从玻尔兹曼分布，鞘层外仍服从麦克斯韦分布，则探针收集的电子流为： ⑶ ⑷ ;对⑸式两边取对数，再对VD求微商：;当ID=0时，有： ⑻ ;(2)求等离子密度Np