CN102623287B - 一种真空放电等离子体的离子流检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了属于等离子体诊断技术领域的一种真空放电等离子体的离子流检测装置及方法。此发明主要特征是采用施加负电位的栅网对等离子体进行控制。一种真空放电等离子体的离子流检测装置结构如下：控制栅网布置在圆筒状物体的前端，加速电极和收集板布置在管两端，第一、第二栅网依次安装在收集板前面；等离子体源、管处于真空室中，控制栅网连接控制信号发生器，加速电极连接加速电压波形发生器。本发明的有益效果为：1)便于分析放电等离子体在空间传输的特性。2)可以对任意一段等离子体进行测量。3)通过施加适当的阻挡电位就能实现等离子体的开断控制。4)结构简单，测量精度高，抗干扰能力强，可以有效的检测到离子电流大小。

Description

一种真空放电等离子体的离子流检测装置及方法

技术领域

本发明属于等离子体诊断技术领域，特别涉及一种真空放电等离子体的离子流检测装置及方法。

背景技术

在等离子体生成过程中，等离子体中存在着大量的工艺可变量，如等离子体扩散速度、等离子体密度、电子温度、离子能量和各种离子激发基团等。它们都影响着等离子体与材料相互作用的物理、化学过程，决定了最终的材料结构与性能，而这些可变量又决定于产生等离子体的宏观参数和条件，如气压、功率、频率、流量等。因此对等离子体进行实验诊断，可以获得放电参量影响等离子体状态的信心与微观机制，建立材料结构、性能与等离子体特性之间的关联，寻求材料性能改变的可能原因，从而实现对等离子体传输过程的控制。

现有的TOF(Time of Flight)法可以对单脉冲真空放电等离子体中的不同价位金属离子的分布情况进行测量分析。但连续放电(直流、连续脉冲等)条件时，放电产生的等离子体持续不断的进入圆筒状物体构成的测量系统中,使测量无非进行。此时的TOF法具有局限性，不能有效的测量分析真空放电金属离子的特性。

发明内容

本发明针对上述缺陷公开了一种真空放电等离子体的离子流检测装置及方法。

一种真空放电等离子体的离子流检测装置，它的结构分为以下两种情况：

1)圆筒状物体和管的直径相同，圆筒状物体安装在管的左端，两者水平对齐，控制栅网布置在圆筒状物体的前端，加速电极布置在管的前端，收集板安装在加速电极的右方，第一栅网与第二栅网依次安装在收集板前面；等离子体源、圆筒状物体和管均处于真空室中，控制栅网通过屏蔽线接控制信号发生器，加速电极通过屏蔽线接加速电压波形发生器，GND地电位分别连接第一栅网、第二电阻和第一直流电源的正极，GND地电位与第一栅网之间的连线穿过屏蔽线，第三电阻的一端连接第一直流电源的负极，另一端通过屏蔽线连接第二栅网，第一电阻连接第二电阻，收集板通过屏蔽线连接第一电阻，数据采集卡分别连接第一电阻、第二电阻和计算机；

2)圆筒状物体和管的直径相同，圆筒状物体安装在管的左端，两者水平对齐，控制栅网布置在圆筒状物体的前端，加速电极布置在管的前端，第一探针安装在第二探针的左方，两者均位于控制栅网和加速电极之间，收集板安装在加速电极的右方，第一栅网与第二栅网依次安装在收集板前面；等离子体源、圆筒状物体和管均处于真空室中，控制栅网通过屏蔽线接控制信号发生器，加速电极通过屏蔽线接加速电压波形发生器，GND地电位分别连接第一栅网、第二电阻和第一直流电源的正极，GND地电位与第一栅网之间的连线穿过屏蔽线，第三电阻的一端连接第一直流电源的负极，另一端通过屏蔽线连接第二栅网，第一电阻连接第二电阻，收集板通过屏蔽线连接第一电阻，数据采集卡连接第一电阻、第二电阻、第二直流电源、第四电阻、第三直流电源、第六电阻和计算机；第一探针通过屏蔽线连接第一电容和第二直流电源的公共节点，第二探针通过屏蔽线连接第二电容和第三直流电源的公共节点，GND地电位分别连接第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和数据采集卡，第二直流电源连接第四电阻，第三直流电源连接第六电阻。

所述控制栅网为不锈钢金属网，其孔径尺寸的范围为0.5mm*0.5mm-5mm*5mm。

所述等离子体源与加速电极的距离D为60至140mm可调，加速电极与收集板的距离L为450mm。

所述圆筒状物体4的材料为绝缘材料；所述管1呈圆筒状，管1的材料为金属。

所述加速电压波形发生器的连接关系如下：变压器的原边的两端均连接交流电源，副边的一端连接第十四电阻，另一端连接电流计、第十六电阻、第五电容、第十一电阻、GND地电位和第二IGBT器件的公共节点，第十四电阻连接第二二极管的正极，第二二极管的负极连接第十五电阻、第十二电阻和第五电容的公共节点，第十五电阻连接电流计和第十六电阻的公共节点，50Ω同轴电缆左端的中心导线连接第十二电阻，50Ω同轴电缆右端连接加速电极，50Ω同轴电缆右端的中心导线连接第一IGBT器件，50Ω同轴电缆右端的屏蔽层连接第十三电阻，第十三电阻连接第十一电阻和示波器的公共节点，第一IGBT器件串联第二IGBT器件，上述两者的栅极连接脉冲电压信号。

当一种真空放电等离子体的离子流检测装置中没有采用第一探针和第二探针时，工作流程如下：等离子体源生成等离子体，等离子体在空间向四周扩散，在控制栅网施加负电压V_G，利用负电压V_G的阻挡作用，实现对等离子体的阻挡控制，这时控制截取一部分等离子体进入加速管，加速电极施加加速电压；等离子体中不同价位的离子所受到的电场力不同，产生的加速度也不一样；相对于价位低的离子，价位高的离子将率先到达收集板上，通过对比收集板上的离子电流波形及其出现时间，可以分析离子的价位构成以及不同价位的离子比；

当一种真空放电等离子体的离子流检测装置中采用第一探针和第二探针时，除了完成上述工作流程以外，还要进行如下的工作流程：第一探针和第二探针将电子电流引入至测量电路中，调节第二直流电源的电压，从而改变第一探针上电压V1；调节第三直流电源的电压，从而改变第二探针上的电压V2，记录该电压下的电子电流，利用数据采集卡采集上述数据，然后将其输入至计算机中，得到V-I曲线；通过计算得到等离子体的电子密度Ne、电子温度Te和空间电位Vp；当电子电流流过第四电阻和第六电阻时，会引起第一探针上电压V1和第二探针上的电压V2的变化，这时，第五电阻和第一电容构成的RC电路以及第七电阻和第二电容构成的RC电路将起到稳压作用。

所述负电压V_G的大小为0至-100V可调，脉冲宽度为0至100μs可调。

所述加速电极上施加方波脉冲加速电压信号，其幅值为-1000V至-5000V，脉宽为10ns至500ns。

第二栅网和第一栅网之间形成阻止电场，当等离子体到达第一栅网时，离子大部分能通过第一栅网，电子由于受到排斥力而不能通过第一栅网，第二栅网与收集板之间的电场可使离子打到收集板产生的二次电子返回到收集板上，以免影响测量结果。

所述加速空间为控制栅网与加速电极之间的区域；所述离子自由运动空间为加速电极和第一栅网之间的区域。

本发明的有益效果为：

1)可以测量不同空间、不同时刻等离子体的价位分布，便于分析放电等离子体在空间传输的特性。

2)通过在加速电极前布置阻挡栅网，可以对任意一段等离子体进行测量，防止后续等离子体对测量结果的影响。

3)本发明不需要机械装置阻碍等离子体的运动，通过施加适当的阻挡电位就能实现等离子体的开断控制。开断迅速、方法简单、易实现。

4)本发明结构简单，测量精度高，抗干扰能力强，受到的外部干扰较小，可以有效的检测到离子电流大小。

附图说明

图1a为真空放电等离子体的离子流检测装置第一结构图；

图1b为真空放电等离子体的离子流检测装置第二结构图；

图2为控制信号发生器电路示意图；

图3为加速电压波形发生器电路示意图；

图4为控制栅网阻挡效果实验结构图；

图5为探针测得的栅网前后电子电流波形图；

图6为正负电压幅值对栅网阻挡影响图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式详细说明本发明内容。

一种真空放电等离子体的离子流检测装置，它的结构分为以下两种情况：

1)如图1a所示，圆筒状物体4和管1的直径相同，圆筒状物体4安装在管1的左端，两者水平对齐，控制栅网G1布置在圆筒状物体4的前端，加速电极G2布置在管1的前端，收集板2安装在加速电极G2的右方，第一栅网Ga与第二栅网Gb依次安装在收集板2前面；等离子体源、圆筒状物体4和管1均处于真空室中，控制栅网G1通过屏蔽线3接控制信号发生器中第四电容C4、第九电阻R9和L电感的公共节点，加速电极G2通过屏蔽线3接加速电压波形发生器，GND地电位分别连接第一栅网Ga、第二电阻R2和第一直流电源DC1的正极，GND地电位与第一栅网Ga之间的连线穿过屏蔽线3，第三电阻R3的一端连接第一直流电源DC1的负极，另一端通过屏蔽线3连接第二栅网Gb，第一电阻R1连接第二电阻R2，收集板2通过屏蔽线3连接第一电阻R1，数据采集卡分别连接第一电阻R1、第二电阻R2和计算机；屏蔽线3起到隔离真空室和外部空间的作用。

2)如图1b所示，圆筒状物体4和管1的直径相同，圆筒状物体4安装在管1的左端，两者水平对齐，控制栅网G1布置在圆筒状物体4的前端，加速电极G2布置在管1的前端，第一探针P1安装在第二探针P2的左方，两者均位于控制栅网G1和加速电极G2之间，收集板2安装在加速电极G2的右方，第一栅网Ga与第二栅网Gb依次安装在收集板2前面；等离子体源、圆筒状物体4和管1均处于真空室中，控制栅网G1通过屏蔽线3接控制信号发生器中第四电容C4、第九电阻R9和L电感的公共节点，加速电极G2通过屏蔽线3接加速电压波形发生器，GND地电位分别连接第一栅网Ga、第二电阻R2和第一直流电源DC1的正极，GND地电位与第一栅网Ga之间的连线穿过屏蔽线3，第三电阻R3的一端连接第一直流电源DC1的负极，另一端通过屏蔽线3连接第二栅网Gb，第一电阻R1连接第二电阻R2，收集板2通过屏蔽线3连接第一电阻R1，数据采集卡连接第一电阻R1、第二电阻R2、第二直流电源DC2、第四电阻R4、第三直流电源DC3、第六电阻R6和计算机；第一探针P1通过屏蔽线3连接第一电容C1和第二直流电源DC2的公共节点，第二探针P2通过屏蔽线3连接第二电容C2和第三直流电源DC3的公共节点，GND地电位分别连接第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和数据采集卡，第二直流电源DC2连接第四电阻R4，第三直流电源DC3连接第六电阻R6。屏蔽线3起到隔离真空室和外部空间的作用。

控制栅网G1为不锈钢金属网，其孔径尺寸的范围为0.5mm*0.5mm-5mm*5mm。等离子体源与加速电极G2的距离D为60至140mm可调，加速电极G2与收集板2的距离L为450mm。圆筒状物体4的材料为聚四氟材料；所述管1呈圆筒状，管1的材料为金属。

控制栅网G1的控制原理为:在真空环境内生成等离子体，等离子体向四周扩散运动。当在控制栅网G1上施加电压(正或负)时，栅网网孔的四周会因为电压的存在而产生鞘层，鞘层的厚度与栅网上施加的电压的幅值大小相关。施加幅值越大，产生鞘层的厚度越大。栅网网孔处的空间电位越高。由于真空放电产生的离子能量(大约为100eV左右)比电子能量大的多(5eV左右)，当栅网上施加正电压的时候，栅网上形成的是正向阻止电位，实验证明：至少需要施加100V以上的电压才能够有效的阻挡离子的通过；然而当栅网上施加负压的时候，栅网上形成的是负向阻止电位，等离子体中的电子能量很小(约为5eV左右)，在栅网上施加较小的负电压就能够完全阻挡电子的通过。由于等离子体中离子和电子间库仑力的存在，栅网完全将电子阻挡住的同时，离子被电子库仑力的束缚也不能通过栅网，最终实现了栅网对等离子体的阻挡效果。

如图2所示，控制信号发生器实例的连接关系如下：220V交流电源U是接整流桥的交流端，整流桥直流端正端口接地，负端口接IGBT集电极。IGBT的基极输入控制信号(通过触发控制器产生控制信号)，IGBT的发射极连接第八电阻R8、第一二极管D1的阴极和L电感的公共节点。第九电阻R9、第十电阻R10和第四电容C4接地，第十电阻R10的一端接第三电容C3和第一二极管D1阳极的公共节点，第四电容C4和第九电阻R9的上端均连接L电感，第八电阻R8连接第三电容C3。

如图3所示，加速电压波形发生器的连接关系如下：变压器T的原边的两端均连接交流电源AC，副边的一端连接第十四电阻R16，另一端连接电流计A、第十六电阻R18、第五电容C5、第十一电阻R13、GND地电位和第二IGBT器件I2的公共节点，第十四电阻R16连接第二二极管D2的正极，第二二极管D2的负极连接第十五电阻R17、第十二电阻R14和第五电容C5的公共节点，第十五电阻R17连接电流计A和第十六电阻R18的公共节点，50Ω同轴电缆Z左端的中心导线连接第十二电阻R14，50Ω同轴电缆Z右端连接加速电极G2，50Ω同轴电缆Z右端的中心导线连接第一IGBT器件I1，50Ω同轴电缆Z右端的屏蔽层连接第十三电阻R15，第十三电阻R15连接第十一电阻R13和示波器的公共节点，第一IGBT器件I1串联第二IGBT器件I2，上述两者的栅极连接脉冲电压信号。

优选地，加速电压波形发生器的参数如下：交流电源AC的电压为220V，第十一电阻R13、第十二电阻R14、第十三电阻R15、第十四电阻R16、第十五电阻R17和第十六电阻R18的电阻分别为1Ω、20KΩ、47Ω、100KΩ、100MΩ和200KΩ，第五电容C5的电容为0.1μF。

一种真空放电等离子体的离子流检测方法分为如下两种情况，当一种真空放电等离子体的离子流检测装置中没有采用第一探针P1和第二探针P2时，工作流程如下：等离子体源生成等离子体，等离子体在空间向四周扩散，在控制栅网G1施加负电压V_G，利用负电压V_G的阻挡作用，实现对等离子体的阻挡控制，这时控制截取一部分等离子体进入加速管，加速电极G2施加加速电压；等离子体中不同价位的离子所受到的电场力不同，产生的加速度也不一样；相对于价位低的离子，价位高的离子将率先到达收集板2上，通过对比收集板2上的离子电流波形及其出现时间，可以分析离子的价位构成以及不同价位的离子比；

当一种真空放电等离子体的离子流检测装置中采用第一探针P1和第二探针P2时，除了完成上述工作流程以外，还要进行如下的工作流程：第一探针P1和第二探针P2将电子电流引入至测量电路中，调节第二直流电源DC2的电压，从而改变第一探针P1上电压V1；调节第三直流电源DC3的电压，从而改变第二探针P2上的电压V2，记录该电压下的电子电流，利用数据采集卡采集上述数据，然后将其输入至计算机中，得到V-I曲线；通过计算得到等离子体的电子密度Ne、电子温度Te和空间电位Vp；当电子电流流过第四电阻R4和第六电阻R6时，会引起第一探针P1上电压V1和第二探针P2上的电压V2的变化，这时，第五电阻R5和第一电容C1构成的RC电路以及第七电阻R7和第二电容C2构成的RC电路将起到稳压作用。

第二栅网Gb和第一栅网Ga之间形成阻止电场，当等离子体到达第一栅网Ga时，离子大部分能通过第一栅网Ga，电子由于受到排斥力而不能通过第一栅网Ga，第二栅网Gb与收集板2之间的电场可使离子打到收集板2产生的二次电子返回到收集板2上，以免影响测量结果。

负电压V_G的大小为0至-100V可调，脉冲宽度为0至100μs可调。加速电极G2上施加方波脉冲加速电压信号，其幅值为-1000V至-5000V，脉宽为10ns至500ns。加速空间为控制栅网G1与加速电极G2之间的区域；离子自由运动空间为加速电极G2和第一栅网Ga之间的区域。

如图4所示，当一种真空放电等离子体的离子流检测装置中采用第一探针P1和第二探针P2时，为了检测控制栅网G1对等离子体的阻挡效果，在控制栅网G1的前后两侧放置第一探针P1和第二探针P2。通过第一探针P1和第二探针P2测量栅网前后两侧的等离子体电子电流的大小，来检测栅网的阻挡控制效果。

如图5所示，在当放电生成等离子体的饱和电子电流为12mA时，在栅网上施加-5V的电压，检测阻挡栅网的阻挡效果。分别测得栅网前后两处的等离子体电子电流波形，可以看出栅网后侧测得的电子电流幅值很小，说明栅网对等离子体有明显的阻挡效果。

如图6所示为正负电压幅值对栅网阻挡影响图。实验中，设置第一探针p1和第二探针p2距离为14mm，不断改变施加到控制栅网G上的电压信号幅值，讨论G上施加电压幅值的变化对栅网阻挡控制的影响(在图6中的曲线是通过第二探针P2测得的)。最终得到(图4)饱和电子电流随幅值变化的关系曲线。根据分析图中峰值点所对应的电压值(约10左右)为放电等离子体的空间电位。可以看出，当栅网G上施加的正电压大于等离子体空间电位时，控制栅网G的阻挡效果不明显，且在施加很高的电压时不能完全阻挡等离子体。然而当栅网G上施加的电压小于等离子体空间电位时，栅网的阻止效果非常明显。当在栅网上施加大约-20V的电压时，等离子体完全被阻止住。实验证明，在栅网上施加负压能够更加有效的阻挡等离子体的通过。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种真空放电等离子体的离子流检测装置，其特征在于，它的结构分为以下两种情况：

1)圆筒状物体(4)和管(1)的直径相同，圆筒状物体(4)安装在管(1)的左端，两者水平对齐，控制栅网(G1)布置在圆筒状物体(4)的前端，加速电极(G2)布置在管(1)的前端，收集板(2)安装在加速电极(G2)的右方，第一栅网(Ga)与第二栅网(Gb)依次安装在收集板(2)前面；等离子体源、圆筒状物体(4)和管(1)均处于真空室中，控制栅网(G1)通过屏蔽线(3)接控制信号发生器，加速电极(G2)通过屏蔽线(3)接加速电压波形发生器，GND地电位分别连接第一栅网(Ga)、第二电阻(R2)和第一直流电源(DC1)的正极，GND地电位与第一栅网(Ga)之间的连线穿过屏蔽线(3)，第三电阻(R3)的一端连接第一直流电源(DC1)的负极，另一端通过屏蔽线(3)连接第二栅网(Gb)，第一电阻(R1)连接第二电阻(R2)，收集板(2)通过屏蔽线(3)连接第一电阻(R1)，数据采集卡分别连接第一电阻(R1)、第二电阻(R2)和计算机；

2)圆筒状物体(4)和管(1)的直径相同，圆筒状物体(4)安装在管(1)的左端，两者水平对齐，控制栅网(G1)布置在圆筒状物体(4)的前端，加速电极(G2)布置在管(1)的前端，第一探针(P1)安装在第二探针(P2)的左方，两者均位于控制栅网(G1)和加速电极(G2)之间，收集板(2)安装在加速电极(G2)的右方，第一栅网(Ga)与第二栅网(Gb)依次安装在收集板(2)前面；等离子体源、圆筒状物体(4)和管(1)均处于真空室中，控制栅网(G1)通过屏蔽线(3)接控制信号发生器，加速电极(G2)通过屏蔽线(3)接加速电压波形发生器，GND地电位分别连接第一栅网(Ga)、第二电阻(R2)和第一直流电源(DC1)的正极，GND地电位与第一栅网(Ga)之间的连线穿过屏蔽线(3)，第三电阻(R3)的一端连接第一直流电源(DC1)的负极，另一端通过屏蔽线(3)连接第二栅网(Gb)，第一电阻(R1)连接第二电阻(R2)，收集板(2)通过屏蔽线(3)连接第一电阻(R1)，数据采集卡连接第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第二直流电源(DC2)、第四电阻(R4)、第三直流电源(DC3)、第六电阻(R6)和计算机；第一探针(P1)通过屏蔽线(3)连接第一电容(C1)和第二直流电源(DC2)的公共节点，第二探针(P2)通过屏蔽线(3)连接第二电容(C2)和第三直流电源(DC3)的公共节点，GND地电位分别连接第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)和数据采集卡，第二直流电源(DC2)连接第四电阻(R4)，第三直流电源(DC3)连接第六电阻(R6)。

2.根据权利要求1所述的一种真空放电等离子体的离子流检测装置，其特征在于，所述控制栅网(G1)为不锈钢金属网，其孔径尺寸的范围为0.5mm*0.5mm-5mm*5mm。

3.根据权利要求1所述的一种真空放电等离子体的离子流检测装置，其特征在于，所述等离子体源与加速电极(G2)的距离D为60至140mm可调，加速电极(G2)与收集板(2)的距离L为450mm。

4.根据权利要求1所述的一种真空放电等离子体的离子流检测装置，其特征在于，所述圆筒状物体(4)的材料为绝缘材料；所述管(1)呈圆筒状，管(1)的材料为金属。

5.根据权利要求1所述的一种真空放电等离子体的离子流检测装置，其特征在于，所述加速电压波形发生器的连接关系如下：变压器(T)的原边的两端均连接交流电源(AC)，副边的一端连接第十四电阻(R16)，另一端连接电流计(A)、第十六电阻(R18)、第五电容(C5)、第十一电阻(R13)、GND地电位和第二IGBT器件(I2)的公共节点，第十四电阻(R16)连接第二二极管(D2)的正极，第二二极管(D2)的负极连接第十五电阻(R17)、第十二电阻(R14)和第五电容(C5)的公共节点，第十五电阻(R17)连接电流计(A)和第十六电阻(R18)的公共节点，50Ω同轴电缆(Z)左端的中心导线连接第十二电阻(R14)，50Ω同轴电缆(Z)右端连接加速电极(G2)，50Ω同轴电缆(Z)右端的中心导线连接第一IGBT器件(I1)，50Ω同轴电缆(Z)右端的屏蔽层连接第十三电阻(R15)，第十三电阻(R15)连接第十一电阻(R13)和示波器的公共节点，第一IGBT器件(I1)串联第二IGBT器件(I2)，上述两者的栅极连接脉冲电压信号。

6.一种基于权利要求1所述装置的真空放电等离子体的离子流检测方法，其特征在于，当一种真空放电等离子体的离子流检测装置中没有采用第一探针(P1)和第二探针(P2)时，工作流程如下：等离子体源生成等离子体，等离子体在空间向四周扩散，在控制栅网(G1)施加负电压VG，利用负电压VG的阻挡作用，实现对等离子体的阻挡控制，这时控制截取一部分等离子体进入加速管，加速电极(G2)施加加速电压；等离子体中不同价位的离子所受到的电场力不同，产生的加速度也不一样；相对于价位低的离子，价位高的离子将率先到达收集板(2)上，通过对比收集板(2)上的离子电流波形及其出现时间，可以分析离子的价位构成以及不同价位的离子比；

当一种真空放电等离子体的离子流检测装置中采用第一探针(P1)和第二探针(P2)时，除了完成上述工作流程以外，还要进行如下的工作流程：第一探针(P1)和第二探针(P2)将电子电流引入至测量电路中，调节第二直流电源(DC2)的电压，从而改变第一探针(P1)上电压V1；调节第三直流电源(DC3)的电压，从而改变第二探针(P2)上的电压V2，记录该电压下的电子电流，利用数据采集卡采集上述数据，然后将其输入至计算机中，得到V-I曲线；通过计算得到等离子体的电子密度Ne、电子温度Te和空间电位Vp；当电子电流流过第四电阻(R4)和第六电阻(R6)时，会引起第一探针(P1)上电压V1和第二探针(P2)上的电压V2的变化，这时，第五电阻(R5)和第一电容(C1)构成的RC电路以及第七电阻(R7)和第二电容(C2)构成的RC电路将起到稳压作用。

7.根据权利要求6所述的一种真空放电等离子体的离子流检测方法，其特征在于，所述负电压VG的大小为0至-100V可调，脉冲宽度为0至100μs可调。

8.根据权利要求6所述的一种真空放电等离子体的离子流检测方法，其特征在于，所述加速电极(G2)上施加方波脉冲加速电压信号，其幅值为-1000V至-5000V，脉宽为10ns至500ns。

9.根据权利要求6所述的一种真空放电等离子体的离子流检测方法，其特征在于，第二栅网(Gb)和第一栅网(Ga)之间形成阻止电场，当等离子体到达第一栅网(Ga)时，离子大部分能通过第一栅网(Ga)，电子由于受到排斥力而不能通过第一栅网(Ga)，第二栅网(Gb)与收集板(2)之间的电场可使离子打到收集板(2)产生的二次电子返回到收集板(2)上，以免影响测量结果。

10.根据权利要求6或9所述的一种真空放电等离子体的离子流检测方法，其特征在于，所述控制栅网(G1)与所述加速电极(G2)之间的区域为加速空间；所述加速电极(G2)和所述第一栅网(Ga)之间的区域为离子自由运动空间。