发射探针及用于等离子体诊断的方法与流程

技术特征：
1.一种发射探针，其特征在于，包括：支架(1)；所述支架(1)的一端设有电子发射部(2)；所述支架(1)的外部设有偏置电压加载部(3)，所述偏置电压加载部(3)位于靠近所述电子发射部(2)的一端；其中，使用所述的发射探针进行等离子体诊断时，所述电子发射部(2)的一端和所述偏置电压加载部(3)均连接外部偏置电压加载电路(4)。2.根据权利要求1所述的发射探针，其特征在于，所述电子发射部(2)的另一端连接有另一支架(1)，该另一支架(1)上设有另一偏置电压加载部(3)，该偏置电压加载部(3)位于靠近所述电子发射部(2)的一端；两个所述偏置电压加载部(3)之间电性连接。3.根据权利要求1或2所述的发射探针，其特征在于，所述支架(1)内设有导电部(5)，所述导电部(5)的一端连接所述电子发射部(2)。4.根据权利要求3所述的发射探针，其特征在于，所述支架(1)的一端封装有导电胶(6)，所述导电部(5)与所述导电胶(6)连接，所述电子发射部(2)的一端穿过所述导电胶(6)伸入所述支架(1)内与所述导电部(5)连接。5.根据权利要求1所述的发射探针，其特征在于，所述支架(1)由绝缘材料制成。6.根据权利要求1所述的发射探针，其特征在于，所述电子发射部(2)由电子发射材料制成。7.根据权利要求3所述的发射探针，其特征在于，所述导电部(5)由金属材料制成。8.根据权利要求1所述的发射探针，其特征在于，所述偏置电压加载部(3)为设于所述支架(1)周围的一层导电材料层。9.一种使用如权利要求1
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8任一项所述的发射探针进行等离子体诊断的方法，其特征在于，包括：将发射探针(7)置于待测等离子体(8)中，对电子发射部(2)进行加热，对电子发射部(2)和等离子体接地电极(9)之间施加扫描偏置电压，同时对偏置电压加载部(3)施加相同的扫描偏置电压，获得发射探针的电流
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电压特性曲线；改变电子发射部(2)的加热状态，获得不同加热状态时的电流
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电压特性曲线；基于每条电流
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电压特性曲线的电子发射电流，保持电子发射部(2)在零发射极限状态，获得此时的电流
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电压特性曲线特性曲线，该曲线的拐点电势即为待测等离子体的空间电位；以等离子体的空间电位作为发射探针零发射极限时的伏安特性曲线的基准点，分别计算得到等离子体电子温度、等离子体电子密度和电子能量分布函数。10.根据权利要求9所述的等离子体诊断的方法，其特征在于：从发射探针零发射极限时的伏安特性曲线上读出等离子体空间电位对应的电流，得到发射探针的饱和电子收集电流；对发射探针零发射极限时的伏安特性曲线过渡区的电流信号求对数，计算得到等离子体电子温度；基于所述等离子体电子温度计算得到等离子体电子密度；对发射探针零发射极限时的伏安特性曲线过渡区的电流信号求二次微分，计算得到电子能量分布函数。

技术总结
本发明提供一种发射探针及用于等离子体诊断的方法，属于等离子体诊断技术领域，包括支架；支架的一端设有电子发射部；支架的外部设有偏置电压加载部，偏置电压加载部位于靠近电子发射部的一端；其中，使用的发射探针进行等离子体诊断时，电子发射部的一端和偏置电压加载部均连接外部偏置电压加载电路。本发明等离子体空间电位由发射探针零发射极限时的伏安特性曲线的拐点电势直接给出，测量过程简单，避免了电子发射电流对特性曲线的影响，降低了发射探针灯丝温度对等离子体的扰动影响，延长了发射探针使用寿命，提高了等离子体的电子密度以及电子能量分布函数等参数的计算准确性，保证对等离子体空间电位测量结果的准确性。性。性。


技术研发人员：李建泉 谢新尧 张清和 邢赞扬 李延辉 郭新
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：2021.07.12
技术公布日：2021/10/23