技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及能夠?qū)崿F(xiàn)微波與等離子體在一定條件下相互作用，并檢測(cè)相互作用發(fā)生后微波與等離子體參數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置，屬于電磁場(chǎng)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

等離子體是一種由自由電子和帶電離子為主要成分的物質(zhì)形態(tài)，如果對(duì)氣體持續(xù)加熱，使分子分解為原子并發(fā)生電離，就形成了由離子、電子和中性粒子組成的“氣體”，這種狀態(tài)稱為等離子體。除加熱外，也有其他方法能夠產(chǎn)生等離子體，

微波是指波長(zhǎng)介于紅外線和特高頻之間的射頻電磁波。

當(dāng)?shù)入x子與微波發(fā)生相互作用時(shí)，一方面等離子體對(duì)微波具有一定的吸收和反射的能力，另一方面，微波也會(huì)對(duì)等離子體發(fā)生加熱等作用。但是，這些相互作用的強(qiáng)度與效率，以及是否有其他反應(yīng)發(fā)生，我們對(duì)此的了解是不夠的，但現(xiàn)在并沒(méi)有令兩者相遇并發(fā)生相互作用的裝置，并有效的觀察二者的作用過(guò)程。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)在并沒(méi)有令兩者相遇并發(fā)生相互作用的裝置的問(wèn)題，提供了一種微波與等離子體相互作用裝置。

本發(fā)明所述微波與等離子體相互作用裝置，它包括主波導(dǎo)管、彎波導(dǎo)管和副波導(dǎo)管；主波導(dǎo)管、彎波導(dǎo)管和副波導(dǎo)管依次連接在一起組成連通的腔體，彎波導(dǎo)管的管路同時(shí)垂直主波導(dǎo)管和副波導(dǎo)管；垂直主波導(dǎo)管和副波導(dǎo)管相互平行；

在腔體的兩端分別設(shè)置有微波源和等離子發(fā)射器，其中，微波源位于副波導(dǎo)管的末端，等離子發(fā)射器位于主波導(dǎo)管的末端，在微波源至彎波導(dǎo)管之間的副波導(dǎo)管上依次設(shè)置有鐵氧體絕緣衰減器、定向耦合器、功率匹配器和微波窗；

主波導(dǎo)管的末端管路上設(shè)置有多個(gè)吸波負(fù)載，主波導(dǎo)管的管路與泵源連通；

在主波導(dǎo)管的首端設(shè)置H¹¹波激勵(lì)器。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：由于等離子體中，物質(zhì)以電子和離子的形式存在，因此作用環(huán)境需一定程度上真空，即裝置內(nèi)部的氣壓應(yīng)足夠低；本發(fā)明設(shè)置的泵源保證了作用環(huán)境是真空的；本發(fā)明采用波導(dǎo)管，盡量減少具有較長(zhǎng)波長(zhǎng)的微波的功率損失；設(shè)置檢測(cè)探針以獲取所需的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；通過(guò)定向耦合器檢測(cè)微波的強(qiáng)度，進(jìn)而來(lái)調(diào)整鐵氧體絕緣衰減器來(lái)獲取實(shí)驗(yàn)需的微波，并通過(guò)功率匹配器來(lái)調(diào)整其功率；本發(fā)明提供了等離子體與微波的作用環(huán)境，促使兩者發(fā)生預(yù)想的相互作用，并檢測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所述微波與等離子體相互作用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：下面結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述微波與等離子體相互作用裝置，它包括主波導(dǎo)管7、彎波導(dǎo)管和副波導(dǎo)管；主波導(dǎo)管7、彎波導(dǎo)管和副波導(dǎo)管依次連接在一起組成連通的腔體，彎波導(dǎo)管的管路同時(shí)垂直主波導(dǎo)管7和副波導(dǎo)管；垂直主波導(dǎo)管7和副波導(dǎo)管相互平行；

在腔體的兩端分別設(shè)置有微波源1和等離子發(fā)射器9，其中，微波源1位于副波導(dǎo)管的末端，等離子發(fā)射器9位于主波導(dǎo)管7的末端，在微波源1至彎波導(dǎo)管之間的副波導(dǎo)管上依次設(shè)置有鐵氧體絕緣衰減器2、定向耦合器3、功率匹配器4和微波窗5；

主波導(dǎo)管7的末端管路上設(shè)置有多個(gè)吸波負(fù)載8，主波導(dǎo)管7的管路與泵源10連通；

在主波導(dǎo)管7的首端設(shè)置H¹¹波激勵(lì)器6。

主波導(dǎo)管7上設(shè)置有若干個(gè)微波探針7-1和若干個(gè)等離子體探針7-2。

主波導(dǎo)管7的直徑為14mm。

工作過(guò)程：

實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，首先開啟泵源10把作用區(qū)域抽成10^-3pa左右的真空，真空度根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)要求改變，并且保持泵源10在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保持開啟狀態(tài)，

然后開啟等離子發(fā)射器9，使用電源給火花型等離子發(fā)射器9通電，等離子發(fā)射器9向主波導(dǎo)管7中射出等離子體，使得主波導(dǎo)管7區(qū)域充滿適當(dāng)濃度的等離子體，等離子體濃度根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求調(diào)節(jié)，等離子發(fā)射器9在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保持開啟狀態(tài)，多余的等離子體會(huì)被泵源10抽走。

在開啟等離子發(fā)射器9的同時(shí)，開啟微波源1，微波源1發(fā)出的微波通過(guò)鐵氧體絕緣衰減器2、定向耦合器3、功率匹配器4和微波窗5進(jìn)入真空區(qū)域，從微波窗5開始一直到等離子發(fā)射器9為真空區(qū)域；鐵氧體絕緣衰減器2對(duì)微波的強(qiáng)度進(jìn)行衰減，定向耦合器3測(cè)量該衰減后的微波強(qiáng)度，判斷是否符合實(shí)驗(yàn)要求，如果不符合，則調(diào)整微波源1的強(qiáng)度檔位或更換其它型號(hào)的微波源。功率匹配器4調(diào)節(jié)微波的功率，來(lái)滿足實(shí)驗(yàn)需求。經(jīng)過(guò)強(qiáng)度和功率調(diào)整的微波透過(guò)微波窗5進(jìn)入真空區(qū)域，該微波窗5只能透過(guò)微波，而不能透過(guò)等離體，保證了作用區(qū)域的真空狀態(tài)。

進(jìn)入真空區(qū)域的微波拐入與副波導(dǎo)管垂直的彎波導(dǎo)管，該處的微波的傳播路徑與等離子體的傳播路徑相垂直，微波再進(jìn)入主波導(dǎo)管7后，首先經(jīng)過(guò)H¹¹波激勵(lì)器6，H¹¹波激勵(lì)器6篩選出H¹¹波，同時(shí)微波的傳播方法與原傳播方向是垂直，該微波與等離體在主波導(dǎo)管7中互相作用，采用微波探針7-1和等離子體探針7-2采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用于觀察。實(shí)驗(yàn)完畢后，微波被多個(gè)吸波電阻8吸收，等離子體被泵源10吸走。