[发明专利]柱状朗缪尔探针以及适用于低密度等离子体的测量方法

权利要求书

1.柱状朗缪尔探针，其特征是，包括：

金属传感器、绝缘垫片、传感器保护管、探针绝缘支架、传感器主导线以及保护管辅导线；

所述金属传感器的下方为传感器保护管，所述金属传感器和传感器保护管之间设置有绝缘垫片；

所述金属传感器的末端连接传感器主导线，所述传感器主导线依次穿过绝缘垫片和传感器保护管并与探针外部电路相连；

所述传感器保护管的末端连接保护管辅导线，并与探针外部电路相连；

所述传感器保护管下方的部件为中空圆柱形的探针绝缘支架，所述保护管辅导线及传感器主导线均穿过探针绝缘支架。

2.如权利要求1所述的柱状朗缪尔探针，其特征是，所述金属传感器形状为柱状的金属丝，材质为电子逸出功较高的难熔金属；优选的，所述金属传感器材质为钨、钼、铂或铼。

3.如权利要求1所述的柱状朗缪尔探针，其特征是，所述传感器保护管材质为不锈钢管，外径与所述金属传感器直径一致。

4.如权利要求1所述的柱状朗缪尔探针，其特征是，所述绝缘垫片材质为圆环状的不锈钢垫片，外径与所述金属传感器直径一致，内径与传感器保护管内径尺寸一致，绝缘垫片厚度不超过0.5mm。

5.柱状朗缪尔探针的装配方法，其特征是，包括：

利用磁控溅射或电镀的方式，对不锈钢垫片正反及内外四面进行绝缘处理，即制作完成绝缘垫片；

其中，绝缘镀层为二氧化硅、氧化铝或者氮化铝绝缘薄膜，膜厚要求不低于0.1μm；

传感器主导线和保护管辅导线的外部进行绝缘镀膜处理；

利用激光器点焊的方式将传感器主导线固定在金属传感器的末端，并保持二者具有导通性；

利用激光器点焊的方式将保护管辅导线固定在传感器保护管的末端，并保持二者具有导通性；

将传感器主导线依次穿过绝缘垫片和传感器保护管，其中，传感器保护管和传感器主导线之间的空隙用绝缘胶进行填充，固化后的绝缘胶同时发挥固定作用；

将传感器保护管插入绝缘支架中，二者之间的空隙用绝缘胶进行填充，固化后的绝缘胶同时发挥固定作用。

6.如权利要求5所述的柱状朗缪尔探针的装配方法，其特征是，在传感器主导线依次穿过绝缘垫片和传感器保护管过程中，金属传感器和传感器保护管之间保持绝缘性，传感器保护管与传感器主导线之间保持绝缘性。

7.如权利要求5所述的柱状朗缪尔探针的装配方法，其特征是，在将传感器保护管插入绝缘支架的过程中，暴露在外面的传感器保护管的长度与金属传感器的长度保持一致，并且传感器主导线与保护管辅导线之间保持绝缘性。

8.适用于低密度等离子体的测量方法，其特征是，包括：

将朗缪尔探针固定在真空法兰上，同时插入等离子体中；

金属传感器的电压发生器通过真空法兰上的电极接线柱，将扫描偏压施加在金属传感器和等离子体接地电极之间；

传感器保护管的电压发生器通过真空法兰上的另一个电极接线柱，将扫描偏压施加在传感器保护管和等离子体接地电极之间；

其中，两个电压发生器输出的电压信号是同频同相完全相同的扫描偏压，而在电流信号采集端，只有流经金属传感器的电压发生器的电流信号被采集监测，该电流信号即为朗缪尔探针采集到的等离子体伏安特性曲线。