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ve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Ve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