[发明专利]一种确定介质窗微放电二次电子数目的方法

权利要求书

1.一种确定介质窗微放电二次电子数目的方法，其特征在于通过下述方式实现：

(1)对二次电子发射的能量和角度进行随机处理，确定每个宏粒子的出射速度和出射角度；

(2)根据初始直流电场和射频场确定电子与介质的碰撞能量，获得二次电子发射系数；

(3)根据二次电子发射系数更新介质表面的累积电荷量，并更新直流电场；

(4)利用所述的射频场和更新后的直流电场确定电子与介质的碰撞能量，获得二次电子发射系数，从步骤(3)开始重复执行，直至达到预设的次数；

(5)采用多个电子进行平均处理的方式确定介质窗微放电二次电子数目。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)通过下述方式实现：

根据出射速度v₀(1,j)、角度和初始直流电场计算宏粒子j回到介质窗表面的时间t(1,j)＝Δt(1,j)，

计算宏粒子j的法向入射速度切向入射速度宏粒子的入射角度入射能量

根据入射能量和角度获得二次电子发射系数SEY(1,j)；

上述，-e为电子电量，m为电子质量，E_rf0、ω、θ分别为射频场的幅度、角频率和相位，j＝1…NN，NN为宏粒子数目，E_dc为初始直流电场。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)直流电场首次更新时公式如下：

E_dc(1,j)＝E_dc+eN₀(SEY(1,j)-1)/2Aε₀

之后每次直流电场的更新公式如下：

E_dc(i,j)＝E_dc(i-1,j)+Q(i-1,j)(SEY(i,j)-1)/2Aε₀

其中，E_dc为初始直流电场，eN₀为初始时刻宏粒子的电荷量，A为给定介质窗面积，ε₀为真空的介电常数，SEY(1,j)为步骤(2)中计算的二次电子发射系数；Q(i-1,j)为上一次的介质表面累积电荷量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的步骤(4)中二次电子系数通过下述方式确定：

根据二次电子发射的能量和角度的概率分布函数随机给定宏粒子的出射速度v₀(i,j)和出射角度

根据出射速度和直流电场计算宏粒子回到介质窗表面的时刻t(i,j)＝t(i-1,j)+Δt(i,j)，

计算宏粒子j的法向入射速度为切向入射速度入射角度入射能量

根据入射能量和角度获得二次电子发射系数SEY(i，j)。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(5)通过下述方式实现：

(5.1)将所有电量和直流电场平均分配到整时刻t'(ii)并进行初始化；

(5.2)对于每一个宏粒子回到介质窗表面的时间t(i,j)，获得满足不等式t'(k)t(i,j)≤t'(k+1)的整时刻t'(k)、t'(k+1)；

(5.3)针对上述获得的每组t'(k)、t(i,j)、t'(k+1)，通过累积的方式确定整时刻t'(k)、t'(k+1)下的电量和直流电场；

(5.4)对每个整时刻下所有宏粒子的电量和直流电场进行平均，确定介质窗微放电二次电子数目。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述的将所有电量和直流电场平均分配到整时刻并初始化具体为：

T＝max{t(i,j)}朝大方向取整

整时刻t'(ii)＝ii，ii＝0,1,2…T,

初始化宏粒子电量Q'(ii)＝0；直流电场E_dc'(ii)＝0；Q'(0)＝NN*e*N₀；

其中，宏粒子数为NN，起始时刻t＝0时宏粒子的电荷量为e*N_0。