CN103983861A - 微波与等离子体相互作用装置 - Google Patents

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Abstract

微波与等离子体相互作用装置，属于电磁场领域，本发明为解决现在并没有令两者相遇并发生相互作用的装置的问题。本发明包括主波导管、弯波导管和副波导管；主波导管、弯波导管和副波导管依次连接在一起组成连通的腔体，弯波导管的管路同时垂直主波导管和副波导管；垂直主波导管和副波导管相互平行；在腔体的两端分别设置有微波源和等离子发射器，其中，微波源位于副波导管的末端，等离子发射器位于主波导管的末端，在微波源至弯波导管之间的副波导管上依次设置有铁氧体绝缘衰减器、定向耦合器、功率匹配器和微波窗；主波导管的末端管路上设置有多个吸波负载，主波导管的管路与泵源连通；在主波导管的首端设置H11波激励器。

Description

微波与等离子体相互作用装置
技术领域
本发明涉及能够实现微波与等离子体在一定条件下相互作用，并检测相互作用发生后微波与等离子体参数的实验装置，属于电磁场领域。
背景技术
等离子体是一种由自由电子和带电离子为主要成分的物质形态，如果对气体持续加热，使分子分解为原子并发生电离，就形成了由离子、电子和中性粒子组成的“气体”，这种状态称为等离子体。除加热外，也有其他方法能够产生等离子体，
微波是指波长介于红外线和特高频之间的射频电磁波。
当等离子与微波发生相互作用时，一方面等离子体对微波具有一定的吸收和反射的能力，另一方面，微波也会对等离子体发生加热等作用。但是，这些相互作用的强度与效率，以及是否有其他反应发生，我们对此的了解是不够的，但现在并没有令两者相遇并发生相互作用的装置，并有效的观察二者的作用过程。
发明内容
本发明目的是为了解决现在并没有令两者相遇并发生相互作用的装置的问题，提供了一种微波与等离子体相互作用装置。
本发明所述微波与等离子体相互作用装置，它包括主波导管、弯波导管和副波导管；主波导管、弯波导管和副波导管依次连接在一起组成连通的腔体，弯波导管的管路同时垂直主波导管和副波导管；垂直主波导管和副波导管相互平行；
在腔体的两端分别设置有微波源和等离子发射器，其中，微波源位于副波导管的末端，等离子发射器位于主波导管的末端，在微波源至弯波导管之间的副波导管上依次设置有铁氧体绝缘衰减器、定向耦合器、功率匹配器和微波窗；
主波导管的末端管路上设置有多个吸波负载，主波导管的管路与泵源连通；
在主波导管的首端设置H11波激励器。
本发明的优点：由于等离子体中，物质以电子和离子的形式存在，因此作用环境需一定程度上真空，即装置内部的气压应足够低；本发明设置的泵源保证了作用环境是真空的；本发明采用波导管，尽量减少具有较长波长的微波的功率损失；设置检测探针以获取所需的实验数据；通过定向耦合器检测微波的强度，进而来调整铁氧体绝缘衰减器来获取实验需的微波，并通过功率匹配器来调整其功率；本发明提供了等离子体与微波的作用环境，促使两者发生预想的相互作用，并检测实验数据。
附图说明
图1是本发明所述微波与等离子体相互作用装置的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述微波与等离子体相互作用装置，它包括主波导管7、弯波导管和副波导管；主波导管7、弯波导管和副波导管依次连接在一起组成连通的腔体，弯波导管的管路同时垂直主波导管7和副波导管；垂直主波导管7和副波导管相互平行；
在腔体的两端分别设置有微波源1和等离子发射器9，其中，微波源1位于副波导管的末端，等离子发射器9位于主波导管7的末端，在微波源1至弯波导管之间的副波导管上依次设置有铁氧体绝缘衰减器2、定向耦合器3、功率匹配器4和微波窗5；
主波导管7的末端管路上设置有多个吸波负载8，主波导管7的管路与泵源10连通；
在主波导管7的首端设置H11波激励器6。
主波导管7上设置有若干个微波探针7-1和若干个等离子体探针7-2。
主波导管7的直径为14mm。
工作过程：
实验开始时，首先开启泵源10把作用区域抽成10-3pa左右的真空，真空度根据具体实验要求改变，并且保持泵源10在整个实验过程中保持开启状态，
然后开启等离子发射器9，使用电源给火花型等离子发射器9通电，等离子发射器9向主波导管7中射出等离子体，使得主波导管7区域充满适当浓度的等离子体，等离子体浓度根据实验要求调节，等离子发射器9在实验过程中保持开启状态，多余的等离子体会被泵源10抽走。
在开启等离子发射器9的同时，开启微波源1，微波源1发出的微波通过铁氧体绝缘衰减器2、定向耦合器3、功率匹配器4和微波窗5进入真空区域，从微波窗5开始一直到等离子发射器9为真空区域；铁氧体绝缘衰减器2对微波的强度进行衰减，定向耦合器3测量该衰减后的微波强度，判断是否符合实验要求，如果不符合，则调整微波源1的强度档位或更换其它型号的微波源。功率匹配器4调节微波的功率，来满足实验需求。经过强度和功率调整的微波透过微波窗5进入真空区域，该微波窗5只能透过微波，而不能透过等离体，保证了作用区域的真空状态。
进入真空区域的微波拐入与副波导管垂直的弯波导管，该处的微波的传播路径与等离子体的传播路径相垂直，微波再进入主波导管7后，首先经过H11波激励器6，H11波激励器6筛选出H11波，同时微波的传播方法与原传播方向是垂直，该微波与等离体在主波导管7中互相作用，采用微波探针7-1和等离子体探针7-2采集实验数据，用于观察。实验完毕后，微波被多个吸波电阻8吸收，等离子体被泵源10吸走。

Claims (3)

1.微波与等离子体相互作用装置，其特征在于，它包括主波导管(7)、弯波导管和副波导管；主波导管(7)、弯波导管和副波导管依次连接在一起组成连通的腔体，弯波导管的管路同时垂直主波导管(7)和副波导管；垂直主波导管(7)和副波导管相互平行；
在腔体的两端分别设置有微波源(1)和等离子发射器(9)，其中，微波源(1)位于副波导管的末端，等离子发射器(9)位于主波导管(7)的末端，在微波源(1)至弯波导管之间的副波导管上依次设置有铁氧体绝缘衰减器(2)、定向耦合器(3)、功率匹配器(4)和微波窗(5)；
主波导管(7)的末端管路上设置有多个吸波负载(8)，主波导管(7)的管路与泵源10连通；
在主波导管(7)的首端设置H11波激励器(6)。
2.根据权利要求1所述微波与等离子体相互作用装置，其特征在于，主波导管(7)上设置有若干个微波探针(7-1)和若干个等离子体探针(7-2)。
3.根据权利要求1所述微波与等离子体相互作用装置，其特征在于，主波导管(7)的直径为14mm。
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