[发明专利]等离子体源、用于激发等离子体的激发系统和光学监测系统

权利要求书

1.一种用于从一或多种气体激发等离子体及监测由此而来的光学发射的等离子体源，所述等离子体源包括：

同轴谐振腔主体，其具有内长度且包含第一端、第二端、内电极和外电极；

射频信号接口，其沿着所述内长度在固定位置电耦合到所述内电极和所述外电极并且经配置以提供射频信号到所述同轴谐振腔主体；

窗口，其经定位在所述同轴谐振腔主体的所述第一端处；和

安装凸缘，其经定位靠近所述同轴谐振腔主体的所述第一端处的所述窗口且界定等离子体腔，其中所述窗口形成所述等离子体腔的一个侧且将所述同轴谐振腔主体与所述等离子体腔中的等离子体隔离，

其中所述固定位置处于沿着所述内长度距所述第一端耦合点距离处，且所述耦合点距离和所述内长度的值协作以靠近所述窗口而增强及定位从所述经提供的射频信号导出的电磁场。

2.根据权利要求1所述的等离子体源，其中所述同轴谐振腔主体的所述内长度标称上是所述经提供的射频信号的四分之一波长的奇数倍。

3.根据权利要求1所述的等离子体源，其中所述窗口由选自蓝宝石和熔凝硅石的材料制成且具有三毫米或更小的厚度。

4.根据权利要求1所述的等离子体源，其中所述射频信号接口经感应电耦合到所述内电极和所述外电极。

5.根据权利要求1所述的等离子体源，其中所述射频信号接口经电容电耦合到所述内电极和所述外电极。

6.根据权利要求1所述的等离子体源，其进一步包括在所述外电极与内电极之间的体积内可调整的一或多个调谐短柱。

7.根据权利要求1所述的等离子体源，其中所述同轴谐振腔主体、所述安装凸缘和所述窗口经可移除连接。

8.根据权利要求1所述的等离子体源，其中在所述第一端处，所述内电极具有窗口端，其具有界定所述等离子体腔内的所述等离子体的位置的形状。

9.根据权利要求8所述的等离子体源，其中所述形状选自具有对称圆臂的十字、具有截头臂的十字、不对称十字、单个点和平截圆锥体。

10.根据权利要求8所述的等离子体源，其中所述内电极的所述窗口端是可移除的。

11.根据权利要求1所述的等离子体源，其进一步包括隔离屏。

12.根据权利要求1所述的等离子体源，其进一步包括光学信号孔隙，其靠近所述窗口且与所述等离子体的位置一致。

13.根据权利要求12所述的等离子体源，其中所述光学信号孔隙的位置对应于所述内电极在所述第一端处的形状。

14.根据权利要求12所述的等离子体源，其进一步包括光纤入口，其与所述光学信号孔隙一致。

15.根据权利要求14所述的等离子体源，其中所述光纤入口沿着所述同轴谐振腔主体的长度在所述第一端与所述第二端之间延伸。

16.根据权利要求1所述的等离子体源，其中所述同轴谐振腔主体具有匹配所述射频信号的来源的阻抗的阻抗。

17.根据权利要求1所述的等离子体源，其进一步包括提供磁场的磁体，所述磁场与所述等离子体腔内的所述等离子体相互作用以协助所述等离子体的点燃且在所述点燃之后维持所述等离子体。

18.根据权利要求17所述的等离子体源，其中所述磁体与所述安装凸缘连接。