CN105122951B - 使用介质谐振器的等离子体发生器 - Google Patents

使用介质谐振器的等离子体发生器 Download PDF

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Abstract

介质谐振器在其固有谐振频率下被激励，以产生高度均匀的电场用于产生等离子。等离子体可以用于光谱仪或质谱仪中。

Description

使用介质谐振器的等离子体发生器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年3月13日提交的美国临时申请61/779,557的权益，该临时申请通过引用结合于此。
发明背景
本发明总体上涉及电天线，并且特别涉及产生有效且均匀的电磁场用于产生等离子体等的天线。
用于产生等离子体的高频电场可利用在兆赫至千兆赫范围内振荡的AC电流所驱动的导电线圈(“场施加器”)。线圈内的气体通过电感耦合从该线圈接收能量，从而将该气体激发成等离子体状态。
这样的用于产生等离子体的电感耦合技术具有许多显著问题。首先，通常导电线圈必须具有多个“匝”并且每一匝呈现与回路的相邻匝的互电容，从而产生电场(以及因此等离子体)，表现为不均匀的等离子体离子的速度、轨迹和密度。等离子体的不均匀性可能不利地影响其中要求均匀的等离子体的应用(例如，用于集成电路工业中的蚀刻)，并且可能在不希望的等离子体工艺上浪费能量。互电容也限制了可以被施加到导电线圈的电压，而没有线圈的匝之间的介质击穿。
其次，穿过导电线圈所要求的大量的电力以及因此大量的电流产生显著电阻加热，从而要求复杂或庞大的冷却结构。使用高导电性的材料(例如铜)可降低电阻损耗，但使用铜以及类似金属被这种高导电材料易于腐蚀和在等离子体的苛刻环境中的熔解而复杂化。
第三，导电回路的有效驱动要求该回路是通过将调谐电容器放置到线圈电路中所实现的谐振结构的一部分。适合此目的的电容器是昂贵且大体积的。
发明概述
本发明提供了一种用于通过使用介质天线产生等离子体的天线结构。本发明的诸位发明人已经确定了这样的天线当使用具有高介电常数和低介电损耗的材料制造时可以在谐振下运行，以提供高场强与低功耗。
虽然诸位发明人不希望受特定理论的限制，应该理解的是本发明使用介电材料中的电子“极化”电流代替了常规线圈中的电子“传导”电流。极化电流是由于在电场的影响下结合到介电材料的分子上的元电荷的微小位移。这两种类型的电流(传导电流和极化电流)均根据相同的电磁定律产生了磁场和感应电场。然而，由于该介电材料同时其本身是电容器和感应器，电位在该电介质内部和在围绕该电介质的空间内到处是完全为零的。寄生电容耦合因此完全消除，并且电场仅通过感应产生。进一步认为是通过在介电材料中缺少“趋肤”效应获得电流分布的改进，该效应将导致与极化电流不同的传导电流流动集中在环结构的最外部分中。
具体地，然后，本发明提供了等离子体发生器，该等离子体发生器具有带中心轴线的介质谐振器结构和射频电源，该射频电源电耦合到该介质谐振器结构以促进围绕该轴线的在该介质谐振器结构的固有谐振频率下的交变极化电流，从而在相邻气体中产生等离子体。
因此本发明的至少一个实施例的特征是提供用于产生强而均匀的电场用于等离子体产生的改进的射频天线。
该介质谐振器可具有以下品质中任何一个或多个：大于100的品质因数，大于1x1010Ω·cm的电阻率，具有小于0.01的损耗角正切的介电常数，以及大于5的介电常数
因此本发明的至少一个实施例的特征是提供可产生在射频场中极低的损失和高功率水平的介电材料，从而最小化冷却和能量损失的问题。
该介质谐振器可以是具有大于铜的熔点的熔点的材料。
因此本发明的至少一个实施例的特征是提供对抗极高温等离子体的稳固的材料。
该介电材料可以例如是氧化铝(Al2O3)或钛酸钙(CaTiO3)。
因此本发明的至少一个实施例的特征是提供可以由相对常见并且可制造的材料构造的装置。
该介质谐振器是具有沿着轴线的中心开口的环。
因此本发明的至少一个实施例的特征是提供制造比较简单的介质谐振器。
该环可具有至少一毫米直径或至少半英寸的中心开口。
因此本发明的至少一个实施例的特征是提供可容易适配为在流动气体中形成等离子体的介质谐振器。
为此目的，该等离子体发生器可以包括将气体沿环的轴线引入该环中的气体端口。
因此本发明的至少一个实施例的特征是提供用于谱学分析或其他应用的等离子体焰炬的元件。
该射频电源可以自动寻求该介质谐振器结构的固有谐振频率，以便在该介质谐振器结构的固有谐振频率下输出射频功率。
因此本发明的至少一个实施例的特征是提供等离子体发生器，该等离子体发生器可自动调整以适应介质谐振器材料或其环境的变化。
该射频电源可以是磁控管或固态或真空管振荡器。
因此本发明的至少一个实施例的特征是允许产生极高频等离子体。
这些特定目的和优点可以适用于落入权利要求范围内的仅一些实施例并且因此不限制本发明的范围。
附图简要说明
图1是本发明一个实施例的使用环介质谐振器的等离子体发生器的局部剖面透视图；
图2是图1的环介质谐振器的俯视图，示出了极化电流流动的方向；
图3是示出了图2的环介质谐振器中的电场的模型；
图4是环介质谐振器的替代实施例的透视图，该环介质谐振器具有支架用于到支撑结构和气流的热传导路径；
图5是环介质谐振器的透视图，其由多个单独扇区制作并且示出一个这样的扇区；
图6是由多个层叠环制造的介质谐振器的透视图；
图7是由杆制造的介质谐振器的透视局部剖面图，该杆具有周向槽和中央轴向孔；
图8是盘介质谐振器的透视局部剖面图，示出了外部等离子体区域
图9是盘介质谐振器的透视局部剖面图，提供了阶梯状表面盘，以产生轴向盘形等离子体；
图10是用于等离子切割和焊接或等离子体推进器的喷嘴的透视局部剖面图；
图11是用于将电功率电感耦合到介质谐振器中的类似于图1中所示的回路功率耦合系统的片段视图；
图12是类似于图11的图，示出了使用微波波导的耦合系统；
图13是两个相同的环形介质谐振器的透视图，其相对于彼此可移动用于调谐；
图14是类似于图13的图，示出了一个介质谐振器可以装配在另一个介质谐振器上用于调谐的替代调谐结构；
图15是介质谐振器连同与该介质谐振器的外表面直接接触的RF屏蔽物的透视局部剖面图。
图16是处于两个同轴陶瓷环形式的介质谐振器连同两个RF屏蔽物的透视局部剖视图。
图17是结合本发明的介质谐振器的光谱仪的简化截面图；
图18是结合本发明的介质谐振器的质谱仪的简化示意截面图。
图19a和19b是使用本发明的等离子系统的紧凑的微波气体放电激光器的简化截面图；
图20是结合了根据本发明的扩散冷却的同轴微波气体放电激光器的简化截面图
图21是结合了根据本发明的对流冷却的同轴微波气体放电激光器的简化截面图
图22是使用了本发明的传授内容的电子回旋共振离子源的简化截面图；
图23是根据本发明的大面积、高密度、均匀等离子体源的简化截面图；
图24是根据本发明的非常大面积、高密度、均匀等离子体源的简化截面图；
图25是使用本发明的微波等离子体焰炬的简化截面图；
图26是例如可以形成火箭发动机的基础的微波等离子焰炬的简化截面图；
图27a和27b是离子回旋共振等离子体加热系统的俯视图和侧视截面图。
优选实施方式的详细说明
现在参考图1，本发明的等离子发生器10可提供介质谐振器12，该介质谐振器在本实施例中是以轴线14为中心的圆柱形环状物。
如本领域理解的，介电材料基本上是相对于直流电的绝缘体(即当电介质被放置在电场中时，电荷不像它们在导体中那样通过该材料自由地流动)，但可以提供通过在材料中的束缚电子或离子的平衡位置轻微偏移所产生的极化电流。
在本实施例中，介质谐振器12可以由氧化铝(Al2O3)制成，并且可以是外径二英寸、内径一英寸并且沿轴线14长0.75英寸，并且具有约2.45千兆赫的电谐振的圆形环状物或环。这种材料表现出大于5000的品质因数，9.8的相对介电常数，并且在超过1000摄氏度的温度下保持其电特性和物理完整性。
介质谐振器12的替代材料可以是钛酸钙(CaTiO3)，是外径3.13英寸、内径2.34英寸、长1.12英寸并且以大约430兆赫谐振。这个环表现出超过5000的品质因数并且具有200的相对介电常数。
许多类型的高级技术陶瓷满足这些要求，但也可以使用其他的具有相似的电特性的介电材料来代替。
更一般地，介质谐振器12的介电材料可以具有以下特性：(a)小于0.01的损耗角正切，(b)大于100的品质因数，(c)大于5的相对介电常数。可替代地，品质因数应大于1000。
令人希望地，该介电材料可以具有大于1x 1010欧姆厘米并且典型地大于1x 1014欧姆厘米的电阻率。令人希望地，该介电材料可以具有比铜或其他可比的导电金属更高的熔点。该介电常数优选是大于5，并且更希望的是大于9。这些实施例并不旨在是限制性的。
环的谐振频率为与相对介电常数的平方根大约成反比并且与该环的线性尺寸大约成反比，如果该环的所有三个尺寸改变相同的因子的话，从而使这些实例能够容易地修改为其他的尺寸。
介质谐振器12可定位于邻近耦合天线16，以便进而附接到射频电源18，后者产生的高频电流，从而以介质谐振器12的谐振频率激励耦合天线16。射频电源18的频率输出与介质谐振器12的谐振频率的匹配可以通过调整频率设置手动完成，或例如，通过使用检测与谐振相关联的阻抗变化的反馈系统自动地完成。自动调谐也可通过“自谐振”使用从感测天线19的反馈提供，该感测天线的输出驱动射频电源18充当放大器。自谐振是通过保证必要回路相移提供的，如一般在本领域中理解的。射频电源18接收电功率21，例如，来自常规来源的线电流。
该射频电源可以电磁耦合到该介质谐振器的结构。当还存在磁场时，该射频电源可以是既电耦合又磁耦合到该介质谐振器的结构；因此射频电源可以被说成是电磁耦合到该介质谐振器结构。该耦合促进了以该介质谐振器结构的固有谐振频率的交替极化电流流动。总体而言，该射频电源以足以将至少一些功率以该介质谐振器结构的固有谐振频率耦合到其上的频率或频率范围(如宽带)被驱动。优选地，该射频电源以与该介质谐振器结构的固有谐振频率相关的频率驱动。更优选地，该射频电源是以加载该谐振器时该介质谐振器结构的谐振频率的两个半峰全宽(FWHM)带宽内的频率被驱动的。未加载的介质谐振器的带宽很窄，并且当加载有等离子体时可以扩大100倍。
现在参考图1和14，介质谐振器12的谐振频率可以不仅通过改变介质谐振器12的尺寸，而且通过在接近介质谐振器12放置第二介质调谐元件44进行调整。在图14的这个实例中，该调谐元件44是比介质谐振器12的外直径大并与轴线14对准的圆柱形环状物。调谐元件44被附连到机构46(例如，齿条和齿轮导螺杆等)上，从而允许它沿箭头50所指示的轴线移动来改变调谐元件44和介质谐振器12之间的电感耦合，从而改变介质谐振器12的谐振频率。因为调谐元件44可围绕介质谐振器12装配，可建立紧密耦合用于敏感调谐。调谐元件44的移动可以是手动的或根据反馈控制(例如根据如上所述的感测阻抗)自动的。
现在参考图13，在替代实施例中，可以使用两个相同的介质谐振器12a和12b，其中介质谐振器12b用作调谐元件44。使用两个相同的部件提供了大大增加的调谐范围和扩大的均匀电场区域。介质谐振器12a和介质谐振器12b中的一个或两个可提供用于产生等离子体的电场。
作为替代方案，上述实施例任一者中，调谐元件44可以是金属，例如铝、铜、或镀银铜，以提供类似的调谐效应。
还参考图2和11，在这个实例中，耦合天线16可以是单一的回路20，该回路端接通往电源18的同轴电缆22并且具有大致平行于轴线14的轴线24以感应地耦合回路20与介质谐振器12之间的电功率，该质谐振器具有磁通线26。单回路20可以如旋转箭头43所示那样的进行调整，以控制耦合的程度并提供与轴线14的适当对准。结果是在介质谐振器12内的极化电流流动27(图2中示出的)，该极化电流流动围绕轴线14以介质谐振器12的谐振频率周向振荡。
现在参考图3，介质谐振器12内的电场28在给定的瞬间时间内是基本上与介质谐振器12的内和外圆周缘相切，从而代表其中寄生电容耦合被基本消除的纯电感场。电场28被认为是具有如此高品质的，因为介质谐振器同时其本身是电容器和感应器，并且因此电位在介质谐振器12内部和在围绕介质谐振器12的空间内到处是完全为零的。
再次参考图1中，气体源32，例如用于基于氩气的等离子体的氩气可以通过调节器34提供给气体端口36，该气体端口引导气体沿着轴线14穿过介质谐振器12的中心。在介质谐振器12中，高电场将该气体转换为等离子体40，其可沿轴线14流动。流动的距离由等离子体激发的寿命决定。介质谐振器12可以被放置在射频屏蔽物42内，以降低由于电磁能量的辐射功率损耗，最小化人暴露于高强度的非电离辐射并控制电磁干扰。屏蔽物42可以被连接到同轴电缆22的返回上。
利用介质谐振器12而不是由放大器直接驱动的导电金属多或单回路线圈提供了多个益处，包括：
a)在介质谐振器12中的能量损失比常规的线圈中的传导损耗低一到两个数量级。在许多应用中，这可能会完全消除对流体冷却的需要、大大减小了等离子体源的尺寸、成本、和复杂性。在半导体加工应用中，可能有可能消除破坏环境的介电冷却流体。
b)当没有功率被等离子体吸收时，在等离子体点火过程中，将在介质谐振器12中的极低能量损失转化为非常大的电场强度。这导致更容易并且更可靠的等离子放电的点火。
c)介质谐振器12的自谐振性质大大简化或省去了介质谐振器12与电源18之间的外部阻抗匹配网络的需要，从而减小了等离子体源的尺寸、成本、和复杂性。
d)在介质谐振器12中利用陶瓷材料，如氧化铝，提供了与超高真空工艺相容的等离子体发生器，其可直接被放置在真空室内部，以提高等离子体的耦合或适应对于等离子体源可用的有限空间。
e)由具有高的热导率的陶瓷材料(如氧化铝)产生介质谐振器12允许通过传导快速除热。如果介质谐振器12是与等离子体直接接触的，这可以使得实现该等离子气体有效冷却，是在气体放电激光器应用中特别重要的特征。
f)对于介质谐振器，利用陶瓷材料(诸如氧化铝)在超过1000摄氏度的极高温度下表现出良好的机械和电特性，这使得介质谐振器12很适合于涉及高温大气等离子体的应用。
g)纯感应场、极低的损耗、高温操作、和高热导率(用本设计是可能的)所有均使能在大大超过现今用常规的电感耦合等离子体技术可能的功率水平下进行操作。
现在参考图4，在替代配置中，介质谐振器12可以提供径向延伸的支架52，这些支架可以例如支撑介质谐振器12抵靠支撑结构，例如在图1中所示的管状屏蔽物42。这些支架的端部54可以用金属电镀，以减少对金属外壳的热阻，从而协助介质谐振器12的冷却，该介质谐振器也可以通过围绕支架52的自然对流或强制空气流动冷却。
现在参考图5，特别是对于较大的介质谐振器12，介质谐振器12可以由一起放置在接缝60处的多个环形扇区58组装，这些接缝是镀金属的端面62的接界。少量非介电材料不会显著影响介质的益处。
现在参考图6，介质谐振器12可由薄绝缘垫片66保持分开的、沿着共同轴线14对准的多个薄环64构成。较小的环可以更易于制造和运输并且端面62之间的间隙可以提供改进的冷却，同时防止在轴向方向上不希望的介质极化电流的流动。
现在参考图7，类似的结果可以通过以细长管68的形式制造介质谐振器12来实现，该细长管具有中心轴向孔70和用于防止轴向极化电流的外周凹口72。
现在参考图8，应该理解的是介质谐振器12不需要是环，而是可以围绕呈盘74的形式的介质谐振器12的外周产生环形等离子体40。等离子体40的环可以以作为盘74的对称轴线的轴线14为中心。适当选择谐振模式确保在盘74的谐振中的主周向电流分量。
现在参考图9，通过建立一系列具有渐增高度的圆形阶梯76，当一个移向盘74的中心时，等离子体40可以移动到介质谐振器12的盘74的相反面。阶梯76背后的想法是针对以下，在简单的环或盘中，电场在轴线上是零并朝向外半径几乎线性增加。场和等离子体在环附近最强。这些阶梯用来增加在较小半径处的极化电流(通过增加厚度)，使得感应电场在轴线与外半径之间更均匀。据信这可以改善径向等离子体均匀性。至于涉及移动该等离子体，在盘的另一侧上的等离子体将必须由例如高真空或较高的气体压力抑制。
现在参考图10，在一个实施例中，介质谐振器12在应用(如等离子切割和焊接或火箭发动机中)中可提供会聚-扩散型喷嘴，用于加速热亚音速等离子体流80进入超音速等离子体流82中的目的。在这种情况下，介质谐振器12包括中心孔70，该中心孔向内颈缩到较小直径84，例如以便在等离子体产生点处产生拉伐尔(de Laval)喷嘴。
应当理解的是在上述图中所示的许多变体能以各种方式进行组合。例如，图4的支架52可以与图10的火箭喷嘴相结合以便于热量去除，或图7中所示的凹口72可以在图8和图9的盘中，以向下切入盘74的面之一中的周向槽的形式来实施以促进所希望的电流模式。
现在参考图12，可以采用其他用于激励介质谐振器12谐振的方法，例如，将介质谐振器12放置在波导89的端部，该波导大致垂直于轴线14定向、由微波源驱动。波导89的开口90可以由膜片(iris)机理来控制，其可以如由箭头92所指示的打开和关闭膜片94，以控制微波源与介质谐振器12之间的耦合程度
现在参照图15，RF屏蔽物42可以与介质谐振器12的外表面直接接触。此配置提供以下优点：更小的尺寸和热量到RF屏蔽物42更好的传递。与RF屏蔽物42接触的陶瓷环12的表面可以镀有金属。
现在参照图16，等离子体40可以在两个同心陶瓷环12c与12d之间的环形间隙内形成。较大的环12c的外表面与外RF屏蔽物42a直接接触。较小的环12d的内表面与内RF屏蔽42b直接接触。同心环12c和12d之间的环形间隙优选位于电场强度是最高的半径处或其附近。
实例1-光发射光谱
本发明可以在光学发射光谱仪(OES)中使用，其中其目的是要激发未知的化学样品中的原子和分子种类并且产生光。由该等离子体发射的光的光谱分析被用于确定样品中存在的化学物质的类型和数量。等离子体特性就以下项而言严重影响OES的分析性能：在水或有机溶剂中处理样品而不熄灭等离子体的能力，在不同等离子体气体上运行以提高安全性和经济性的能力，检测不同种类的化学品的能力，精确地测量非常大范围的分析物浓度的能力，检测极小浓度的分析物的能力，在短量的时间内处理许多样品的能力，很长一段时间内重复测量时产生稳定的结果的能力，等等。
用于本申请中的典型的等离子源可在高于40MHz的射频下操作，其中由该设计实施高得多的频率。可替代地，该设计可在微波频率，如915MHz或2450MHz下提供等离子体，使用磁控装置作为大量的微波功率源。现有的等离子体发生器的设计是由电容耦合主导的或保留显著量的寄生电容耦合(对等离子体源具有严重的不利影响)，或具有形状因子，这些形状因子将要求显著修改到光谱仪的其余部分的常规的机械、光学和化学接口，在该领域中多年的射频OES的操作中自身已经得到证明的接口。
相反，本设计的等离子体源可以将常规的射频电感耦合等离子体源操作延伸至微波频率，实际上消除了限制以前设计的寄生电容耦合，同时要求最小修改已建立的与光谱仪的其余部分的机械、光学、以及化学接口。此外，该新颖场的施加器的极低的损失允许完全消除流体冷却系统，从而减小了光谱仪的尺寸、成本、和复杂性。
现在参考图17，用于光学发射光谱102的微波电感耦合等离子体源使用本发明的介质谐振器12，该介质谐振器由高密度氧化铝(Al2O3)陶瓷以圆形环状物的形式制成。介质谐振器12可以被支撑在由金属(如铝)制成的圆柱形射频屏蔽物42内，并且具有若干圆形开口104、106、和108，这些开口各自分别被铝管状延伸部110、112和114包围。这些管状延伸部110-114被设计为具有足够小的直径和足够长的长度，以形成圆柱形截止波导，从而通过这些延伸管大大衰减了微波的传播，如在微波技术领域中充分理解的，以最小化微波能泄漏到屏蔽物42外。
来自与磁控管120连通的波导89的微波功率118是以2,450MHz的频率提供并且通过在屏蔽物42内的矩形开口90由耦合器124施加到介质谐振器12。介质谐振器12的谐振频率可通过改变调谐元件44的轴向位置进行微调，该调谐元件被制成铝环的形式，与介质谐振器12的环同轴定位。
三轴歧管125沿着开口104内中央的轴线14定向并与介质谐振器12的内径对齐，并由石英或氧化铝管制成。将等离子体冷却气体126施加到三轴歧管125的外环，同时将等离子辅助气体128施加到下一个内环并且中心孔从正在被分析的样品源132接收溶解的分析样品130。样品130是处于气溶胶的形式，即可以直接引入等离子体40中。
从等离子体40发射的在与轴线14径向的方向上的光134通过管状延伸部112用于由耦合至分析计算机138上的光传感器136分析，该计算机可根据本领域已知的方法确定光134的频率分量。可替代地或并行地，为了所谓的轴向OES的目的，由等离子体40发射的在与轴线14轴向的方向上的光140被传送通过管状延伸部110，用于通过类似的光传感器136(为清楚起见未示出)进行进一步光谱分析。管状延伸部110还将热等离子体气体和化学产物142引导到排气排放系统(未示出)。开口108和管状延伸部114允许等离子体发生器12通过自然对流或通过强制空气流动的空气冷却。
实例2-质谱
本发明在光学发射和质谱分析(MS)这两者中提供了类似的优点，具有在质谱应用中的附加优点：对离子速度的改进的控制，增加的离子收集效率，以及降低的采样锥的溅射。
现在参照图18，用于质谱200的微波电感耦合等离子体源使用本发明的场施加器12，该场施加器由高密度氧化铝(Al2O3)陶瓷以环的形式制成。用于MS 200的微波电感耦合等离子体源具有许多与图17中所示的OES 102的微波电感耦合等离子体源相同的部件，并且类似的部件具有相同的标识符。现在将对在图18中示出的附加的部件进行说明。采样锥201具有小孔202并且截取锥203具有小孔204。采样锥201与截取锥203之间的区域通过真空泵(未示出)排出气体205保持在低压下。电离样品206通过孔202进入采样锥与截取锥之间的低压区域。离子207通过孔204进一步传送到质谱仪的高真空区域。质谱仪包括离子聚焦部件209，这些离子聚焦部件包含至少一个离子聚焦元件、质量分析器210和离子检测器211。可以存在设置在质谱仪内的两个或更多个泵送阶段(未示出)。该质谱仪由控制器(未示出)控制，该控制器优选地是计算机。优选还使用计算机记录来自离子检测器211的检测信号，该计算机可以是与被用作控制器的相同的计算机。没有穿透孔202的加热的等离子气体208通过RF屏蔽物42与采样锥201之间的环形区域被排出。
实例3-对流冷却的微波气体放电激光器
本发明的等离子体发生器可用于构造紧凑的、中等功率的气体放电激光器，该激光器产生几百瓦光功率的高品质光束。该设计是基于对流冷却和微波频率下的纯电感耦合气体放电。
图19a和19b分别示出了本发明的基于介质谐振器12的中等功率紧凑气体放电激光器300的截面图和顶视图。介质谐振器12是呈细长管68的形式，该细长管具有轴线14，具有中央轴向孔70和外周凹口72(参见图7)。介质谐振器12可以由高密度的氧化铝(Al2O3)制成。圆柱形RF屏蔽物42包括等离子体气体入口302和等离子气体出口304。冷气体306进入穿过气体入口302，流过中央轴向孔70，并作为加热的气体308通过气体出口304离开。入口302和出口304被连接到气体循环系统(未示出)，该系统包括鼓风机和用于冷却气体的热交换器，如本领域中公知的。微波功率118，诸如由2,450MHz磁控管(未示出)提供的，通过在RF屏蔽物42中的波导端口124耦合到激光器300，该波导端口具有由一对膜片94限定的开口90。电感耦合等离子体40在介质谐振器12的内部孔70中形成。圆柱形屏蔽物42的平端支撑反射球面镜310和半透明的球面镜312，这些球面镜形成光腔。等离子体40是由镜子310和312形成的光腔内部的光学增益介质，并导致了几百瓦高品质的轴向对称光束314的发射，该光束可通过合适的外部光学元件(未示出)聚焦在非常小尺寸的光点上。与金属屏蔽物42接触的介质谐振器12的表面优选是镀金属的。
实例4-扩散冷却的同轴微波气体放电激光器
本发明的等离子体发生器可用于构造可扩展设计的、能够产生几千瓦光功率的高品质光束的高功率气体放电激光器。该光学设计采用本领域熟知的同轴、扩散冷却的配置。扩散激光器不要求鼓风机并且消耗最小量的气体。然而，虽然在常规的同轴激光器中的等离子体是通过内和外同轴电极之间的纯电容RF放电维持的，它由于电容耦合等离子体所固有的放电不稳定性设置了功率极限，本发明使用电感耦合等离子体以在较高的功率水平下获得稳定的放电，同时在微波频率下操作，其中高功率磁控管可以用作更方便、紧凑、高效的电源。此外，由于与该激光器气体直接接触的陶瓷场施加器的高导热性，保留了扩散冷却的有效性。
图20示出了高功率扩散冷却的同轴激光器400的截面图，其使用本发明的陶瓷环12c和12d形式的介质谐振器。圆柱形RF屏蔽物由具有共同的轴线14的较大直径的金属管42a和较小直径的金属管42b组成。在管42a和42b之间的空间被平端板42c和42d气密地密封，并填充有激光气体，如二氧化碳(CO2)、氮气(N2)和氦气(He)的混合物。反射复曲面镜402和半透明复曲面镜404分别被安装在板42d和42c上，并且形成同轴光腔。内RF屏蔽物42b被水套406包围，该水套包括入水口408和出水口410。冷水412进入入口408并且加热的水414通过出水口410除去。外RF屏蔽物42a被水套416包围，该水套包括入水口418和出水口420。冷水422进入入口418并且加热的水424通过出口420除去。区段AA'和BB'之间所示部分形成模块化组件，该模块化组件可以在轴向方向14上重复一次或多次以增加激光器的输出光束功率。现在对在图18中示出的3个这种相同的模块之一进行说明。外RF屏蔽物42a还包括波导端口124，该波导端口具有由成对膜片94限定的开口90。微波功率118可以由单独的微波源(未示出)提供给每个波导端口124，该微波源是诸如来自通常用于工业加热应用的高功率的915MHz或2,450MHz磁控管。介质谐振器由两个环，外环12c和内环12d组成，这些环由陶瓷材料，如高密度氧化铝(Al2O3)制成。在内环12d的外表面与外环12c的内表面之间的间隙是仅几毫米宽，以便使热量通过热扩散能有效从气体传递到陶瓷环12c和12d。陶瓷环的高导热将热量从等离子气体迅速传递给在冷却套406和416内的流动的水。由纯电感耦合维持的等离子体40形成了由复曲面镜402和404形成的光腔内部的光学增益介质。这导致了发射高功率、圆柱形对称的、高品质同轴光束426，该光束如本领域中已知的可以由外部光学部件(未示出)聚焦成小尺寸的光斑。金属环428和430作用是最小化这些模块之间的电感耦合，并促进热量从气体扩散转移到冷却套406和416内流动的水。如果该环的厚度被定义为该环的外半径与内半径之差，图20示出了两个环12c和12d为具有近似相等的厚度。然而，本发明并不限于相等厚度的环。
实例5-对流冷却的同轴微波气体放电激光器
本发明的等离子体发生器可用于构造可扩展设计的、能够产生几十千瓦光功率的高品质光束的非常高功率气体放电激光器。该设计采用本领域熟知的同轴、对流冷却的配置。然而，虽然在常规的同轴激光器中的等离子体是通过内和外同轴电极之间的纯电容RF放电维持的，它由于电容耦合等离子体所固有的放电不稳定性设置了功率极限，本发明使用电感耦合等离子体以在较高的功率水平下获得稳定的放电，同时在微波频率下操作，其中高功率磁控管可以用作更方便、紧凑、高效的电源。
图21示出了对流冷却的电感耦合同轴气体放电激光器500的截面图，该激光器使用本发明的陶瓷环12c和12d形式的介质谐振器。RF屏蔽物由具有共同的轴线14的外金属管42a和内金属管42b形成。在管42a和42b之间的空间被平板42c和42d气密地封闭，这些平板支撑反射复曲面镜402和半透明复曲面镜404。镜子402和404形成同轴光腔，如高功率气体放电激光器的技术领域中公知的。区段AA'和BB'之间所示部分形成模块化组件，该模块化组件可以在轴向方向14上重复一次或多次以增加激光器的输出光束功率。现在对在图19中示出的3个这种相同的模块之一进行说明。外RF屏蔽物42a设置有气体入口302和出口304。冷等离子体气体306通过入口302进入激光器500并且加热的等离子气体308通过出口304离开。入口302和出口304被连接到气体循环系统(未示出)，该系统包括非常高流量的鼓风机和用于冷却气体的热交换系统，如本领域中公知的。气体流动的方向由箭头502表示。外RF屏蔽物42a还包括波导端口124，该波导端口具有由成对膜片94限定的开口90。微波功率118可以由单独的微波源(未示出)提供给每个端口124，该微波源是诸如来自通常用于工业微波加热应用的高功率的915MHz磁控管。介质谐振器由两个环，外环12c和内环12d组成，这些环由陶瓷材料，如高密度氧化铝(Al2O3)制成。在内环12d的外表面与外环12c的内表面之间的间隙约为1至2cm宽以提供足够的用于高流速的等离子体气体的截面面积用于除热的目的。由纯电感耦合维持的等离子体40形成了由复曲面镜402和404形成的光腔内部的光学增益介质。这导致了发射非常高功率、圆柱形对称的、高品质同轴光束426，该光束如本领域中已知的可以由外部光学部件(未示出)聚焦成小尺寸的光斑。具有圆形边缘的金属环504和506具有三重目的：将电磁场限制在由环12c和12d占据的区域，最小化相邻的模块之间的电感耦合，以及帮助引导等离子体气体306和308的高速度流动。与金属屏蔽物42a和42b和金属环504和506接触的陶瓷环12c的和12d的表面优选是镀金属的。如果该环的厚度被定义为该环的外半径与内半径之差，图21示出了两个环12c和12d为具有近似相等的厚度。然而，本发明并不限于相等厚度的环。
实例6-电子回旋共振等离子体源
本发明的等离子体发生器可用于构造电子回旋共振等离子体源。该源可用于半导体晶片的等离子体加工，用作离子源，或用作用于太空推进的离子推进器。
图22示出了电子回旋共振等离子体源600，该源使用本发明的呈环形式的介质谐振器12。介质谐振器12由先进技术陶瓷材料制成，如钙钛酸(CaTiO3)陶瓷，具有大的相对介电常数和非常低的介电损耗。由非磁性材料(例如不锈钢)制成的圆柱形RF屏蔽物42是由一组电磁铁或永久磁铁602包围的，以便创建适于产生电子回旋共振(ECR)等离子体的静磁场，如在ECR等离子体源领域中公知的。射频功率150通过由耦合环(loop)20终止的同轴传输线22供应。耦合环20的一端连接到同轴电缆22的中心导体并且该环的另一端被连接到RF屏蔽物42。石英管604和RF屏蔽物42形成气密外壳，使得石英管604内的空间可以维持在较低的压力，同时等离子源的剩余部分在大气压力下。冷空气或冷却流体606从场施加器12、石英管604、和RF屏蔽物42移除热量，并且作为加热的空气或流体608被排出。低压等离子气体610进入石英管604，在那里它被转换成等离子体40。等离子体由场施加器12的纯感应RF场和电或永久磁铁602的静磁场联合作用维持。废气612通过连接到真空容器614的真空泵(未示出)的作用除去。在用于太空推进的离子推进器中，容器614将由星际空间的真空代替。离子616由栅电极系统618从等离子体40中提取，这些栅电极由外部直流电源(未示出)保持在不同的静电位，如离子源的领域中公知的。
在图22中所示的ECR等离子体源600的前面的描述假定以RF能量的形式的激发150。然而，本发明的介质谐振器12可被适配用于在宽的频率范围内操作。例如，通过改变场施加器12的材料为高密度氧化铝(Al2O3)，可使图22的ECR等离子体源在微波频率下工作，条件是电磁铁602的静磁场随频率成比例地增大。任选地，对于在微波频率下的操作，同轴电缆22与环耦合器20可以分别由波导和膜片耦合器代替。
在图22中所示的ECR等离子体源600作为离子源616的主要功能如已被选定仅用于说明的目的。通过除去这些栅电极618和允许等离子体40直接穿透到真空容器614中，变得有可能的是使用ECR等离子源600用于许多其他应用，例如化学气相沉积、等离子体蚀刻、等离子体灰化、真空离子泵、等。
在一些应用中，可能有利的是运行在图22中所示的等离子源600而没有电磁铁602。尽管在这样的情况下不存在通过ECR效应的等离子体密度的任何提高，本发明的场施加器12的高效率和纯电感耦合将仍然能够产生优于常规的RF电感耦合源的高密度的均匀等离子体40。
实例7-大面积、高密度、均匀等离子体源
本发明的等离子体发生器可用于构造适合用于半导体晶片加工的高密度、均匀的等离子体源。
图23示出了使用本发明的介质谐振器的等离子源700，其处于由垫片66保持分开的一个或多个陶瓷环64的堆叠的形式。圆柱形RF屏蔽物42具有冷却水套416。冷水422从RF屏蔽物42除去热并且加热的水424将它带至冷却器(未示出)，该冷却器是封闭的冷却系统的一部分。由于冷却水仅与接地的RF屏蔽物42接触，就没有必要使用破坏环境的介电冷却流体，如在冷却常规电感耦合等离子体源的线圈时所要求的。RF屏蔽物42内部所产生的热量由介质谐振器环64的高导热性陶瓷材料传导到RF屏蔽物的壁，这些介质谐振器环的圆柱形外表面与RF屏蔽物42直接接触。RF功率150通过由环耦合器20终止的同轴传输线22施加，该环耦合器由石英或陶瓷帽704保护不受严酷等离子体环境，该帽与RF屏蔽物42形成气密配合。低压等离子气体610在介质谐振器64的堆叠的作用下被激发为等离子体40并且废气612通过涡轮分子真空泵(未示出)除去。等离子体40促进保持在卡盘708上的半导体晶片的等离子体加工706。卡盘708可包含由具有RF功率714的同轴传输线712提供的RF偏置电极710，该RF功率通常是在与用于维持等离子体的RF功率150不同的频率下。
实例8-非常大面积、高密度、均匀的等离子体源
本发明的等离子体发生器可用于构造在非常大的面积上产生均匀的等离子体的、适合用于加工大的半导体晶片和太阳能电池板的高密度等离子源。
图24示出了本发明的使用介质谐振器的等离子体源800，该源处于具有可变厚度的阶梯76的陶瓷盘74的形式。阶梯76的厚度可以被优化，以获得在该介质内的介质极化电流的径向分布，这导致最均匀的等离子体40。圆柱形RF屏蔽物42具有冷却水套416。冷水422从RF屏蔽物42除去热并且加热的水424将它带至冷却器(未示出)，该冷却器是封闭的冷却系统的一部分。RF屏蔽物42内部所产生的热量由介质谐振器74的高导热性陶瓷材料被传导到RF屏蔽物的壁，该介质谐振器的圆柱形外表面与RF屏蔽物42直接接触。RF功率150通过由环耦合器20终止的同轴传输线22施加。等离子体气体610被接纳到盘74之上的空间，并流过均匀地分布在盘74的表面上的窄毛细管孔802，从而产生喷头效果。由于横跨这些窄孔的压降，盘74上方的压力是足够高的，使得在等离子体源800的这部分内不形成等离子体。流出盘74的底部的等离子体气体610被激发成大面积、高密度、均匀的等离子体40并且废气612通过涡轮分子真空泵(未示出)去除。等离子体40有助于保持在卡盘708上的大直径半导体晶片的或太阳能电池板706的等离子体加工。卡盘708可包含由具有RF功率714的同轴传输线712与提供的RF偏置电极710，该RF功率通常是在与用于维持等离子体的RF功率150不同的频率下。
实例9-微波等离子体焰炬
本发明的等离子体发生器可用于构造由电感耦合微波能量供能的无电极大气压等离子体焰炬。这样的焰炬可以在先进制造、环境、化工合成、太空和科学应用中使用。
图25示出了基于使用本发明的介质谐振器12的等离子体源的常压微波等离子体焰炬850。圆柱形RF屏蔽物42被水冷却套416包围，该水冷却套具有用于冷水422的入口和用于加热的水424的出口。介质谐振器12被制成为陶瓷环的形式，其外圆柱表面与RF屏蔽物42直接接触用于有效地除去热。RF屏蔽物42还包括波导端口124，该波导端口具有由一对膜片94限定的开口90。微波功率118可以从磁控管(未示出)供给到波导端口124。由氧化铝陶瓷或石英制成的三轴歧管852引导冷却气体854、辅助气体856、和待喷雾的材料颗粒858通过介质谐振器环12的中心开口。高温大气压等离子体40熔化材料858，从而产生熔融材料860的喷雾，该熔融材料被植入或沉积到经受表面处理的物体862表面上。如大气压等离子体焰炬领域中公知的，在图23中所示的等离子喷雾应用仅是可以通过使用经历高温等离子体处理的不同物质858和物体862所实现的许多可能的应用之一。
图26示出基于介质谐振器12的微波等离子焰炬870，该介质谐振器具有中央孔70，该中央孔向内颈缩至较小的直径84，以形成会聚-扩散型喷嘴111。圆柱形RF屏蔽物42被水冷却套416包围，该水冷却套具有用于冷水422的入口和用于加热的水424的出口。介质谐振器12的外表面与RF屏蔽物42是直接接触的，用于有效地传输热量。RF屏蔽物42还包括波导端口124，该波导端口具有由一对膜片94限定的开口90。微波功率118可以从磁控管(未示出)供给到波导端口124。由氧化铝或石英制成的双轴歧管872引导冷却气体854和等离子体气体874进入中心孔70。等离子体气体874被转化成等离子体并通过吸收微波能量118被加热到高温，从而形成高温亚音速流80。亚音速流80的大量热能在会聚-扩散型喷嘴111的作用下转化成超音速流82的动能。超音速流82可在先进的制造应用中，如等离子焊接和切割以及用于太空推进的热火箭内。
实例10-离子回旋共振等离子体加热
本发明的等离子体发生器可用于构造离子回旋加热(ICRH)天线用于以下应用：如核聚变反应堆或用于太空推进的可变比冲磁等离子体火箭(VASIMR)。
图27a和27b分别示出了使用本发明的介质谐振器12的托卡马克核聚变反应堆900的截面AA和BB。真空容器42还用作RF屏蔽物并且由超导电磁体902包围，这些超导电磁体产生了用于磁约束等离子体40的环形静磁场。介质谐振器12由具有大的相对介电常数的介电陶瓷材料被制成环的形式。在10MHz到100MHz之间的频率下的百万瓦特量级的RF功率150，典型地ICRH，通过由环耦合器20终止的同轴传输线22供应，该环耦合器位于形成RF屏蔽物42的一部分的腔体904内。
某些术语在本文中仅用于参考的目的，并且因此不旨在是限制性的。例如，术语如“上”、“下”、“上方”和“下方”是指所参考的附图中的方向。术语如“前部”、“后部”、“后面”、“底部”和“侧面”描述了在一致但任意的参考系内的部件的部分的取向，该参考系通过参考描述所讨论的部件的文本和相关附图变得清楚。此类术语可以包括上面特别提到的词语，它们的衍生词，以及类似重要的词语。同样，术语“第一”、“第二”以及其他涉及结构的此类数字术语并不暗示顺序或次序，除非由上下文清楚地指示。
当引入本披露以及示例性实施例的元素或特征时，冠词“一个/种(a/an)”、“该”和“所述”旨在表示存在这些元素或特征中的一个或多个。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包容性的并且意思是可存在具体列出的那些以外的其他元素或特征。应当进一步理解的是本文所描述的方法步骤、过程和操作不应被解释为必须要求它们以所讨论或示出的特定顺序进行，除非特别指示出进行的顺序。还应理解的是可使用附加的或可替代的步骤。
术语“环”应理解为总体上是指具有亏格一的拓扑表面，且不需要也不排除，例如，圆形轮廓，径向对称或具有直径比高度的特定长径比，除非明确指出。
确切的意图是，本发明并不限于本文所包含的实施例和图示并且权利要求书应被理解为包括以下实施例的修改形式，这些实例包括如在以下权利要求书的范围内的实施例多个的部分和不同实施例的要素的组合。本文所述的所有出版物，包括专利和非专利出版物在此通过引用以其全文结合在此。

Claims (21)

1.一种等离子体发生器，包括：
具有中心轴线的介质谐振器结构；以及
射频电源，该射频电源电耦合到该介质谐振器结构以促进沿周向方向围绕该中心轴线的在该介质谐振器结构的固有谐振频率下的交变极化电流，从而在相邻气体中产生等离子体。
2.如权利要求1所述的等离子体发生器，其中该介质谐振器结构主要将能量电感耦合至等离子体。
3.如权利要求2所述的等离子体发生器，其中该介质谐振器结构的轴向表面基本没有电屏蔽。
4.如权利要求1所述的等离子体发生器，其中该介质谐振器结构具有大于100的品质因数。
5.如权利要求1所述的等离子体发生器，其中该介质谐振器结构具有大于1x 1010Ω·cm的电阻率。
6.如权利要求1所述的等离子体发生器，其中该介质谐振器结构具有比铜的熔点更大的熔点。
7.如权利要求1所述的等离子体发生器，其中该介质谐振器结构具有的介电常数具有小于0.01的损耗角正切。
8.如权利要求1所述的等离子体发生器，其中该介质谐振器结构具有大于5的介电常数。
9.如权利要求1所述的等离子体发生器，其中该介电材料选自由氧化铝(Al2O3)和钛酸钙(CaTiO3)组成的组。
10.如权利要求1所述的等离子体发生器，其中该介质谐振器结构是具有沿着该轴线的中心开口的环。
11.如权利要求10所述的等离子体发生器，其中该环具有至少一毫米直径或至少半英寸直径的中心开口。
12.如权利要求10所述的等离子体发生器，还包括将气体沿该环的轴线引入该环中的气体端口。
13.如权利要求1所述的等离子体发生器，其中该射频电源自动寻求该介质谐振器结构的固有谐振频率，以便在该介质谐振器结构的固有谐振频率下输出射频功率。
14.如权利要求1所述的等离子体发生器，其中该射频电源是磁控管。
15.如权利要求1所述的等离子体发生器，其中该射频电源输出功率在从20至1000兆赫的范围内。
16.如权利要求1所述的等离子体发生器，其中该射频电源输出功率在包括至少一个选自由以下各项组成的组的频率的范围内：13.56MHz、27MHz、40MHz、60MHz、430MHz、915MHz、2450MHz。
17.如前述权利要求中任一项所述的等离子体发生器，该等离子体发生器结合到以下任一者的结构中：光学激光器、等离子焰炬、火箭发动机、电子回旋等离子体或离子源、用于半导体加工的电感耦合等离子体源、和离子回旋等离子体加热器。
18.如权利要求1所述的等离子体发生器，其中该射频电源通过穿过波导的辐射电耦合至该介质谐振器结构。
19.一种光谱仪，包括：
等离子体发生器，该等离子体发生器包括具有中心轴线的介质谐振器结构和射频电源，该射频电源电耦合到该介质谐振器结构以促进沿周向方向围绕该中心轴线的在该介质谐振器结构的固有谐振频率下的交变极化电流，从而在相邻气体中产生等离子体；
引入喷嘴，该引入喷嘴用于将气体和待研究的材料引入到由该等离子体发生器产生的等离子体中；以及
光学传感器，该光学传感器用于测量当被该等离子体加热时由该材料发射的光的频率。
20.一种质谱仪，包括：
等离子体发生器，该等离子体发生器包括具有中心轴线的介质谐振器结构和射频电源，该射频电源电耦合到该介质谐振器结构以促进沿周向方向围绕该中心轴线的在该介质谐振器结构的固有谐振频率下的交变极化电流，从而在相邻气体中产生等离子体；
引入喷嘴，该引入喷嘴用于将气体和待研究的材料引入到由该等离子体发生器产生的等离子体中；以及
离子传感器，该离子传感器用于测量当被该等离子体加热时产生的该材料的离子的质荷比。
21.一种使用等离子体发生器产生等离子体的方法，该等离子体发生器包括具有中心轴线的介质谐振器结构和射频电源，该射频电源电耦合到该介质谐振器结构以促进沿周向方向围绕该中心轴线的在该介质谐振器结构的固有谐振频率下的交变极化电流，从而在相邻气体中产生等离子体，该方法包括以下步骤
(a)将气体引入邻近该介质谐振器结构的区域中；并且
(b)在固有谐振频率下激励该介质谐振器结构，以在所引入的气体中产生等离子体。
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Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8783220B2 (en) * 2008-01-31 2014-07-22 West Virginia University Quarter wave coaxial cavity igniter for combustion engines
CN105122951B (zh) * 2013-03-13 2018-05-04 拉多姆公司 使用介质谐振器的等离子体发生器
US9550694B2 (en) 2014-03-31 2017-01-24 Corning Incorporated Methods and apparatus for material processing using plasma thermal source
US9533909B2 (en) 2014-03-31 2017-01-03 Corning Incorporated Methods and apparatus for material processing using atmospheric thermal plasma reactor
US20160200618A1 (en) * 2015-01-08 2016-07-14 Corning Incorporated Method and apparatus for adding thermal energy to a glass melt
US10249479B2 (en) * 2015-01-30 2019-04-02 Applied Materials, Inc. Magnet configurations for radial uniformity tuning of ICP plasmas
US9666415B2 (en) * 2015-02-11 2017-05-30 Ford Global Technologies, Llc Heated air plasma treatment
US9875884B2 (en) 2015-02-28 2018-01-23 Agilent Technologies, Inc. Ambient desorption, ionization, and excitation for spectrometry
US10340124B2 (en) 2015-10-29 2019-07-02 Applied Materials, Inc. Generalized cylindrical cavity system for microwave rotation and impedance shifting by irises in a power-supplying waveguide
EP3417478B1 (en) 2016-02-17 2022-04-06 Accustrata, Inc. System and method for monitoring atomic absorption during a surface modification process
US10541118B2 (en) * 2016-03-21 2020-01-21 Board Of Trustees Of Michigan State University Methods and apparatus for microwave plasma assisted chemical vapor deposition reactors
PL235377B1 (pl) 2016-04-05 2020-07-13 Edward Reszke Adapter kształtujący mikrofalowe pole elektromagnetyczne nagrzewające toroidalne wyładowanie plazmowe
US10638559B2 (en) * 2016-06-30 2020-04-28 Nxp Usa, Inc. Solid state microwave heating apparatus and method with stacked dielectric resonator antenna array
KR101850895B1 (ko) * 2017-01-03 2018-04-20 한국표준과학연구원 플라즈마 발생 장치
US10900907B2 (en) * 2017-02-17 2021-01-26 Radom Corporation Portable plasma source for optical spectroscopy
US10424467B2 (en) * 2017-03-13 2019-09-24 Applied Materials, Inc. Smart RF pulsing tuning using variable frequency generators
DE102017105410A1 (de) * 2017-03-14 2018-09-20 Epcos Ag Plasmagenerator
US10446373B2 (en) * 2017-03-17 2019-10-15 Cu Aerospace, Llc Cyclotronic plasma actuator with arc-magnet for active flow control
EP3596343B1 (en) * 2017-03-17 2023-06-07 CU Aerospace, LLC Cyclotronic plasma actuator with arc-magnet for active flow control
EP3602604A4 (en) * 2017-03-29 2021-01-06 PerkinElmer Health Sciences, Inc. COOLING DEVICES AND INSTRUMENTS WITH IT
CN110998258A (zh) * 2017-07-17 2020-04-10 赛默科技便携式分析仪器有限公司 用于激光诱导击穿光谱的互补性安全系统
US20190186369A1 (en) * 2017-12-20 2019-06-20 Plasma Igniter, LLC Jet Engine with Plasma-assisted Combustion
JP7036380B2 (ja) * 2018-04-27 2022-03-15 株式会社島津製作所 分析装置
CN108593631B (zh) * 2018-06-07 2020-07-14 华中科技大学 一种气溶胶辅助激光探针检测分子自由基光谱的方法
US11037765B2 (en) * 2018-07-03 2021-06-15 Tokyo Electron Limited Resonant structure for electron cyclotron resonant (ECR) plasma ionization
KR102183006B1 (ko) * 2019-02-13 2020-11-25 경북대학교 산학협력단 상압 플라즈마 장치
CN109867261B (zh) * 2019-02-28 2024-01-26 山东师范大学 一种甲烷-二氧化碳等离子体催化重整装置及催化重整方法
CN109761304A (zh) * 2019-03-05 2019-05-17 成都科衡环保技术有限公司 用于水处理的微波等离子体发生模块、反应器及其应用
EP3712923A1 (en) 2019-03-18 2020-09-23 ETH Zurich Ion source for inductively coupled plasma mass spectrometry
CN110049614B (zh) * 2019-04-28 2021-12-03 中国科学院微电子研究所 微波等离子体装置及等离子体激发方法
DE102019111908B4 (de) * 2019-05-08 2021-08-12 Dreebit Gmbh ECR-Ionenquelle und Verfahren zum Betreiben einer ECR-Ionenquelle
CN110412015B (zh) * 2019-06-23 2022-03-18 南京理工大学 一种高灵敏度微波分子光谱仪
CN110739549B (zh) * 2019-10-29 2021-05-11 Oppo广东移动通信有限公司 阵列透镜、透镜天线和电子设备
KR102339970B1 (ko) * 2020-01-20 2021-12-16 주식회사 피에스엠 핸드형 저온 마이크로웨이브 플라즈마 발생 장치
EP3890449A1 (en) 2020-04-02 2021-10-06 Tofwerk AG Microwave driven plasma ion source
CN113727508A (zh) * 2020-05-26 2021-11-30 上海大学 一种新型真空微波等离子体离子源
US11810763B2 (en) 2021-01-13 2023-11-07 Schlumberger Technology Corporation Distributed ground single antenna ion source
CN113314852A (zh) * 2021-05-25 2021-08-27 上海交通大学 一种等离子体调制器和电磁波矢量显微传感器
CN113533308A (zh) * 2021-06-15 2021-10-22 杭州谱育科技发展有限公司 放射性样品中元素的检测装置和方法
KR102555977B1 (ko) 2021-07-15 2023-07-13 가천대학교 산학협력단 공진기를 포함하는 탐지용 디바이스 및 이를 이용하는 방법
US11956882B2 (en) 2022-02-28 2024-04-09 Radom Corporation High-power plasma torch with dielectric resonator
WO2023244208A1 (en) * 2022-06-12 2023-12-21 Peter Butzloff Microwave plasma thrust system and methods
EP4339996A1 (en) 2022-09-15 2024-03-20 Analytik Jena GmbH+Co. KG System for analyzing a sample
DE102023125658A1 (de) 2022-10-07 2024-04-18 Analytik Jena Gmbh+Co. Kg System zum Analysieren einer Probe

Family Cites Families (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4765179A (en) * 1985-09-09 1988-08-23 Solid State Farms, Inc. Radio frequency spectroscopy apparatus and method using multiple frequency waveforms
US4778561A (en) * 1987-10-30 1988-10-18 Veeco Instruments, Inc. Electron cyclotron resonance plasma source
US4918031A (en) * 1988-12-28 1990-04-17 American Telephone And Telegraph Company,At&T Bell Laboratories Processes depending on plasma generation using a helical resonator
JP3284278B2 (ja) 1992-10-30 2002-05-20 株式会社日立製作所 プラズマ処理装置
US5517157A (en) * 1993-04-27 1996-05-14 Ball Corporation Evanescent-field interrogator for atomic frequency standards
JPH0757894A (ja) * 1993-08-20 1995-03-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd マイクロ波による放電発生方法及び装置
TW312815B (zh) * 1995-12-15 1997-08-11 Hitachi Ltd
US5942855A (en) * 1996-08-28 1999-08-24 Northeastern University Monolithic miniaturized inductively coupled plasma source
US6071372A (en) * 1997-06-05 2000-06-06 Applied Materials, Inc. RF plasma etch reactor with internal inductive coil antenna and electrically conductive chamber walls
US6265717B1 (en) 1998-07-15 2001-07-24 Agilent Technologies Inductively coupled plasma mass spectrometer and method
JP4066214B2 (ja) * 1998-07-24 2008-03-26 財団法人国際科学振興財団 プラズマプロセス装置
US6573190B1 (en) * 1998-11-26 2003-06-03 Hitachi, Ltd. Dry etching device and dry etching method
FR2788854B1 (fr) 1999-01-22 2001-05-04 Cit Alcatel Systeme et procede d'identification d'effluents gazeux, equipement pourvu d'un tel systeme
CN1350698A (zh) * 1999-05-12 2002-05-22 熔化照明股份有限公司 高亮度微波灯
US6504159B1 (en) * 1999-09-14 2003-01-07 International Business Machines Corporation SOI plasma source ion implantation
JP4454781B2 (ja) 2000-04-18 2010-04-21 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP3625197B2 (ja) * 2001-01-18 2005-03-02 東京エレクトロン株式会社 プラズマ装置およびプラズマ生成方法
IL159550A0 (en) * 2001-06-26 2004-06-01 Mds Proteomics Inc Methods and systems for identifying kinases, phosphatases and substrates thereof
AUPS044202A0 (en) * 2002-02-11 2002-03-07 Varian Australia Pty Ltd Microwave plasma source
JP2003273615A (ja) 2002-03-18 2003-09-26 Ngk Spark Plug Co Ltd 誘電体共振器及びその共振周波数の調整方法
JP3637397B2 (ja) 2002-05-07 2005-04-13 利行 高松 高周波反応処理装置
US20050212626A1 (en) * 2002-05-07 2005-09-29 Toshiyuki Takamatsu High frequency reaction processing system
AU2003303538A1 (en) 2002-12-30 2004-07-29 Northeastern University Low power plasma generator
US20060137613A1 (en) 2004-01-27 2006-06-29 Shigeru Kasai Plasma generating apparatus, plasma generating method and remote plasma processing apparatus
JP4471589B2 (ja) 2003-05-26 2010-06-02 三井造船株式会社 プラズマ発生用アンテナ装置及びプラズマ処理装置
WO2005017494A2 (en) * 2003-08-18 2005-02-24 Trustees Of Stevens Institute Of Technology A frequency selective terahertz radiation detector
US7268549B2 (en) * 2003-09-18 2007-09-11 Electroplated Metal Solutions Magnetic resonance spectrometer
US7273533B2 (en) * 2003-11-19 2007-09-25 Tokyo Electron Limited Plasma processing system with locally-efficient inductive plasma coupling
JP2005251546A (ja) 2004-03-04 2005-09-15 Yokogawa Analytical Systems Inc 高融点マトリックスサンプル用ｉｃｐ−ｍｓプラズマインターフェース
US7305935B1 (en) * 2004-08-25 2007-12-11 The United States Of America As Represented By The Administration Of Nasa Slotted antenna waveguide plasma source
US8031824B2 (en) * 2005-03-07 2011-10-04 Regents Of The University Of California Inductive plasma source for plasma electric generation system
CA2595230C (en) 2005-03-11 2016-05-03 Perkinelmer, Inc. Plasmas and methods of using them
JP2006324551A (ja) 2005-05-20 2006-11-30 Shibaura Mechatronics Corp プラズマ発生装置及びプラズマ処理装置
US7742167B2 (en) 2005-06-17 2010-06-22 Perkinelmer Health Sciences, Inc. Optical emission device with boost device
US8622735B2 (en) * 2005-06-17 2014-01-07 Perkinelmer Health Sciences, Inc. Boost devices and methods of using them
JP2009515294A (ja) * 2005-10-27 2009-04-09 ラクシム コーポレーション 誘電体導波管付きプラズマランプ
US7824495B1 (en) 2005-11-09 2010-11-02 Ut-Battelle, Llc System to continuously produce carbon fiber via microwave assisted plasma processing
US7459899B2 (en) * 2005-11-21 2008-12-02 Thermo Fisher Scientific Inc. Inductively-coupled RF power source
JP4507113B2 (ja) 2006-01-11 2010-07-21 芝浦メカトロニクス株式会社 プラズマ発生装置及びプラズマ処理装置
JP4699928B2 (ja) 2006-03-29 2011-06-15 日本碍子株式会社 プラズマ発生電極検査装置
US7397560B2 (en) 2006-04-04 2008-07-08 Agilent Technologies, Inc. Surface contamination detection
US8143801B2 (en) * 2006-10-20 2012-03-27 Luxim Corporation Electrodeless lamps and methods
US8212563B2 (en) * 2006-10-31 2012-07-03 Active Spectrum, Inc. Method and apparatus for in-situ measurement of soot by electron spin resonance (ESR) spectrometry
US8237340B2 (en) * 2007-07-12 2012-08-07 Imagineering, Inc. Ignition plug and analysis system
CN101953236A (zh) 2008-02-13 2011-01-19 东京毅力科创株式会社 微波等离子体处理装置的顶板、等离子体处理装置以及等离子体处理方法
KR101006382B1 (ko) * 2008-04-24 2011-01-10 익스팬테크주식회사 플라즈마 발생장치
JP2009272127A (ja) 2008-05-07 2009-11-19 Novelion Systems Co Ltd プラズマ発生装置及びプラズマ処理装置
CN102056395B (zh) * 2009-10-27 2014-05-07 东京毅力科创株式会社 等离子体处理装置和等离子体处理方法
JP2011232106A (ja) 2010-04-26 2011-11-17 Shimadzu Corp Ｉｃｐ発光分光分析装置
JP5507421B2 (ja) 2010-11-12 2014-05-28 株式会社日立ハイテクノロジーズ 質量分析装置
KR20120073884A (ko) * 2010-12-27 2012-07-05 삼성전자주식회사 유도 결합 플라즈마 공정 장치
US20130063863A1 (en) * 2011-07-08 2013-03-14 John P. Timler Insulator Based Upon One or More Dielectric Structures
CN105122951B (zh) * 2013-03-13 2018-05-04 拉多姆公司 使用介质谐振器的等离子体发生器

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