[实用新型]用于大型真空舱的射频Langmuir探针系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种射频Langmuir探针系统，特别是在大型真空舱和高温 环境下的射频Langmuir探针系统。

背景技术

Langmuir探针已经广泛应用于等离子体诊断实验中，在用于射频等离子体 诊断时，需要将Langmuir探针加入射频滤波电路以降低射频信号对探针诊断准 确性的影响。通常情况下，射频滤波电路接在仅靠探针尖的位置，然而在高功 率、高密度的等离子体环境中，该滤波电路极易因高温环境而损坏。Mike Hopkins提出将滤波电路移至探针杆末端，同时采用不锈钢管喷涂氧化铝薄膜 的探针杆结构，并将探针的信号线与探针杆电连接。该方法在降低射频干扰的 同时，有效的使滤波电路避开了等离子体的高温区域，提高了射频Langmuir 探针的耐温性能。一般情况下，用于产生等离子体的真空腔室体积较小，探针 杆可以伸出真空腔室以外，滤波电路处于大气环境下。然而在螺旋波等离子体 电推进技术中，为了较好的模拟太空环境，实验通常采用体积较大的真空腔室， 真空环境给射频滤波电路的使用造成了困难。若单纯依靠增加探针杆的长度来 解决上述问题，不但给使用造成了不便，空间射频电位的差异会在探针杆上造 成射频电位差，从而引入无法去除的射频干扰。

发明内容

本实用新型提供了一种大型真空舱中的射频Langmuir探针系统，从而解决 了由于真空环境体积过大，射频滤波电路难于接入的问题。

本实用新型的技术解决方案是：

本实用新型所提供的大型真空舱中的射频Langmuir探针系统，包括依次连 接的探针、射频滤波电路及探针信号处理系统，所述探针包括探针尖部和探针 杆部，探针尖部位于真空舱中的被测等离子体区域中，探针杆部部分伸出被测 等离子体区域，所述射频滤波电路连接在探针杆部的末端，其特殊之处在于：

所述射频滤波电路封装在金属密封腔内，所述金属密封腔位于真空舱内。

以上为本实用新型的基本结构，基于该基本结构，本实用新型还做出以下 优化限定：

为了使金属密封腔能够屏蔽外界的射频电磁干扰，缩短射频滤波电路与真 空舱上导电地之间的距离，上述金属密封腔自身设置有导电地。

为了避免射频滤波电路在低压状况下的损坏，上述金属密封腔的腔壁上设 置有供气接头，通过供气接头向金属密封腔中充入保护气体，使射频滤波电路 位于常压环境，防止射频滤波电路因低压环境而损坏。

进一步的，本实用新型的探针杆的长度要超出被测等离子体区域 5cm～10cm。在避开等离子体高温区域的前提下，尽量缩短探针杆的长度，防止 因耦合到探针杆的射频电位不同而产生射频电流。

再进一步的，本实用新型的金属密封腔的供气接口与真空舱上的供气法兰 通过密封管道连接。

再进一步的，本实用新型的金属密封腔通过铜编织线接地，铜编织线的宽 度不小于20mm。从而尽可能的减小金属密封腔与导电地之间的射频阻抗。

再进一步的，本实用新型的金属密封腔的前后面板上均设置有射频BNC接 头，所述射频BNC接头具有密封结构，探针拾取信号通过射频BNC接头输入 和输出金属密封腔。

本实用新型与现有技术相比优点在于：

本实用新型在真空环境中保护了射频滤波电路，消除了因真空舱尺寸过大 而对射频Langmuir探针使用造成的限制。

附图说明

图1为本实用新型大型真空舱中的射频Langmuir探针系统示意图。

图2为传统小型真空舱环境中，射频Langmuir探针的结构示意图。

其中附图标记为：1-真空舱、2-等离子体区域、3-探针尖、4-探针杆、5-金 属密封腔、6-射频滤波电路、7-第一射频BNC接头、8-供气接头、9-供气管路、 10-铜编织线、11-第二射频BNC接头、12-屏蔽线、13-探针信号处理系统。

具体实施方式