[实用新型]等离子体离子能量测量分析仪

说明书

本实用新型是等离子体离子能量测量分析仪，属离子能量测量技术，特别涉及离子能量测量分析装置设备。

等离子体技术已越来越广泛地应用到许许多多的技术领域，如等离子体增强化学气相沉积，等离子体溅射沉积，等离子体刻蚀、等离子体表面改性等等。在这些技术应用过程中，都对等离子体能量分布状态具有一定的要求，因此，实际应用中就非常需要测量等离子体的能量分布规律。然而至今为止，国内外常用的等离子体离子能量测量技术是利用Langmuir探针方法测量出等离子体的空间电势后，再利用等离子体空间电势来估算等离子体的离子能量。这种测量方法很不准确，它只能对等离子体离子能量作出定性的说明，无法给出定量的结果，不能给出等离子体离子能量的分布状态。因此，在等离子体的技术应用中，实际上非常急需研制一种能直接地测量等离子体离子能量分布规律的专门的、完备的、成型的等离子体离子能量测量分析仪器。

本实用新型的目的就是为了克服现有常用的等离子体离子能量测量技术只能作定性说明，无法给出定量结果，不能给出等离子体离子能量的分布状态的缺点，解决急需要一种能直接测量等离子体离子能量分布规律的专门的等离子体离子能量测量分析仪器的问题，研究设计一种能给出定量测量结果、能直接地测量等离子体离子能量分布规律的等离子体离子能量测量分析仪。

本实用新型是通过下述结构技术方案来实现的：等离子体离子能量测量分析仪的外型结构示意图如图1所示，等离子体离子能量分析器2的结构组成示意图如图2所示。本测量分析仪由机箱1、等离子体离子能量分析器2、显示器3、直流电压表4、键盘5、取样电阻6、可调直流电压源7、数据自动采集测量装置8、主控计算机9、等离子体离子能量测量分析仪电路共同连接构成，其中：等离子体离子能量分析器2由屏蔽极10、排斥极11、分析极12、接收极13、各电极引线14共同连接构成，各极板与各电极引线14的连接采用直接压固连接。其相互连接关系为：若为手动测量方式，等离子体离子能量分析器2通过直流电压源信号线及装于机箱1背部的接插头座与可调直流电压源7相电气连接，直流电压源7与等离子体离子能量分析器2的排斥极11，分析极12连接，等离子体离子能量分析器2的接收极13通过取样信号线与取样电阻6串连连接，直流电压表4通过取样信号线与取样电阻6并联连接，各连接线均采用屏蔽信号导线连接；若采用自动测量方式，则除采用上述的连接方式外，把取样电阻6通过取样电压信号传输线与数据自动采集测量装置8中的低通滤波器17相电气连接，数据自动采集测量装置8通过计算机测量信号输入线及装于机箱背部的接线接插头座与主控计算机9相电气连接；等离子体离子能量测量分析仪的电路连接示意图如图3所示，数据自动采集测量装置的电路方框图如图4所示。其中：等离子体能量测量分析仪的电路由多路可调直流电压源7、取样电阻6，高精度直流电压表4、数据自动采集测量装置8的相互连接构成，其相互连接关系为：直流电压表4与数据自动采集测量装置8的输出线并接，取样电阻6与数据自动采集测量装置8的输出线并接，可调直流电压源7通过连接电缆线15及各电极引线14与等离子体离子能量分析器2中的分析极12、排斥极11相电气连接，取样电阻6通过连接电缆线15及电极引线14与接收极13相串联连接；数据自动采集测量装置电路由低通滤波器17、前置放大器18、模数变换器19、主控计算机9、图形打印机20相互电气连接构成，其相互连接关系为：低通滤波器17通过取样电阻的取样信号线与取样电阻6相电气连接，并同时通过低通滤波器信号输出线与前置放大器18相电气连接，前置放大器18通过放大信号输出线与模数变换器19相电气连接，模数变换器19通过模数变换信号输出线与主控计算机9相电气连接，主控计算机9通过计算机输出信号线与图形打印机20相连接。