采用光谱诊断法和Langmuir单探针法对射频感应耦合Ar气等离子体特性进行分析。通过光栅光谱仪研究了低气压下Ar气等离子体的光谱强度的变化特性, 采用Langmuir单探针法测量不同条件下电子密度和电子温度。等离子体发射光谱的光谱强度随着气压和功率的增加而增强, 射频功率对光谱强度的影响较明显。当功率从120 W增加到180 W时, 光谱强度将会迅速增加, 等离子体发生E模向H模的模式转换。Langmuir单探针法测量的电子密度和电子温度在的变化规律符合E模向H模转换的变化规律。

综述了国外在超高速碰撞产生等离子体的电磁特性研究方面的现状,主要包括电子温度、等离子体的粒子密度、等离子体的振荡频率及产生的磁场特征等方面。利用等离子体特征参量诊断的扫描Langmuir探针系统、磁感应强度测量的线圈系统及实验系统,进行了超高速碰撞产生等离子体实验, 分析了实验中产生等离子体的电磁特性。

为研究实验参数对螺旋波诱导的低压氢等离子体状态的影响, 用Langmuir探针对等离子体伏安特性曲线进行了原位诊断, 采用双曲正切函数的指数变换模型拟合曲线, 根据Druyvesteyn方法得到状态参数电子密度、有效电子温度和电子能量几率函数, 分析了它们随实验参数的变化规律。结果表明: 射频输入功率、气压和约束磁场对等离子体状态有较大影响。随着射频射入功率增大, 放电模式发生转变, 电子密度跳跃增长；随着气压增大, 电子密度先增大后减小, 1.5 Pa为最佳电离气压, 随约束磁场的增强呈线性增长；有效电子温度随功率和气压的增大而下降, 随约束磁场的增强线性降低, 电子能量几率函数曲线峰位和高能部分都向低能移动, 与有效电子温度变化规律吻合。

使用发射光谱诊断法和Langmuir探针诊断法,测量了螺旋波激发等离子体化学气相沉积装置中产生的氢等离子体的发射光谱和电流-电压曲线.运用日冕模型和Druyvestey方法,对不同放电参数条件下激发态氢原子密度﹑等离子体密度及电子能量分布的变化规律进行了研究.结果表明:激发态氢原子密度随射频功率增大而增大,随工作气压的增大先增大,后缓慢下降.等离子体密度随射频功率增大线性增大,随工作气压的增加也是先增大,出现峰值后缓慢下降.电子平均能量随射频功率的变化是先增大,后达到平衡;随着工作气压的增大逐渐减小.两种诊断方法得到的结果基本相符.在低温低压等离子诊断中,两种诊断方法结合使用,可以得到更准确和更多的等离子体信息.