[发明专利]一种等离子体源及等离子体的产生方法

说明书

本发明涉及等离子应用技术领域，具体涉及一种等离子体源及等离子体的产生方法。包括：第一电源，通过设置在射流管上的电极与所述射流管连接；所述射流管，靠近所述电极的一端设置有进气口，远离所述电极的一端设置有出气口；第二电源，与所述射流管连接，用于向所述射流管提供电压。利用在射流管上设置电极，电极与第一电源连接，通过第一电源产生微弱的等离子流射，在使用第二电源与连接射流管，第一电源和第二电源产生耦合现象，从而对等离子流射进行补偿，使射流管内的等离子流射能够通过调节第二电源产生稳定持续的等离子射流。

技术领域

本发明涉及等离子应用技术领域，具体涉及一种等离子体源及等离子体的产生方法。

背景技术

大气压低温等离子体被广泛用于生物医学、材料科学、能源环境、等离子体点火助燃和材料表面改性等领域，常见的激励源有直流电源、高频高压电源、射频电源、微波电源以及脉冲电源等。

在现有技术中，使用微波等离子体在矩形波导谐振腔中产生等离子体，具体通过在矩形波导谐振腔的反应区设置一个金属铜质探针激发微波等离子体，由于矩形波导谐振腔内的温度很高，金属探针非常容易被融化，因此带来了金属烧蚀和金属污染方面和等离子体无法持续激发的问题；同时由于微波等离子体本身温度较高，限制了其应用范围，比如在材料表面改性中可能因为温度过高而烧坏基底材料。

另外，在现有技术中还把工作气体通过固定针状电极的一端进入绝缘细管中；该针状电极由频率可调的高压交流电源驱动，由单电极激发等离子体射流柱；所产生的等离子体射流柱在绝缘细管的引导下通过梯形波导转换装置的矩形波导端的耦合区域，为每个微波的调制脉冲的工作间隔到来时提供电子而激发微波等离子体放电，形成高粒子密度的等离子体射流沿着气流方向由绝缘细管的另一端喷射出。

但在实验过程中本申请发明人发现，由于微波等离子体本身所释放的高温，再加上交流高压功率，使所激发的等离子体的温度更高，又因把固定针状电极的一端放入激发等离子射流的绝缘细管中，等离子射流所产生的高温和针状电极发生趋肤效应，使针状电极被高温所融化。而当在微波等离子射流意外熄灭时，因环境温度等因素无法立即进行重燃，使等离子体无法维持等离子射流状态。因此如何解决因等离子射流所产生的高温和针状电极发生趋肤效应，是稳定持续激发等离子射流的关键。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种等离子体源及等离子体的产生方法，以解决如何稳定持续产生等离子体的问题。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种等离子体源，包括：

第一电源，通过设置在射流管上的电极与所述射流管连接；

所述射流管，靠近所述电极的一端设置有进气口，远离所述电极的一端设置有出气口；

第二电源，与所述射流管连接，用于向所述射流管提供电压。

利用在射流管上设置电极，电极与第一电源连接，通过第一电源产生微弱的等离子流射，在使用第二电源与连接射流管，第一电源和第二电源产生耦合现象，从而对等离子流射进行补偿，使射流管内的等离子流射能够通过调节第二电源产生稳定持续的等离子射流。

结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述第二电源包括微波波导谐振腔，其中，所述射流管设置于所述微波波导谐振腔中微波电场幅值最大处；

所述微波波导谐振腔的中部设置一通孔所述射流管置于通孔处，其中射流管上的电极远离微波波导谐振腔的上表面，和/或，下表面。

把射流管设置在微波波导谐振腔的电场幅值最大处，以保证所激发的等离子射流能够稳定激发，射流管上的电极远离微波波导谐振腔是为了防止金属电极与所产生的微波等离子体接触，避免反应区发生能量损耗而产生高温，使金属电极融化，从而持续稳定产生等离子射流，同时避免因金属电极融化带来了金属污染问题。