CN116569657A - 等离子体生成装置 - Google Patents

等离子体生成装置 Download PDF

Info

Publication number
CN116569657A
CN116569657A CN202180082970.9A CN202180082970A CN116569657A CN 116569657 A CN116569657 A CN 116569657A CN 202180082970 A CN202180082970 A CN 202180082970A CN 116569657 A CN116569657 A CN 116569657A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cathode
hollow
electrode
gas
plasma
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180082970.9A
Other languages
English (en)
Inventor
彼得·崔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bi DeCui
Original Assignee
Bi DeCui
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bi DeCui filed Critical Bi DeCui
Publication of CN116569657A publication Critical patent/CN116569657A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/48—Generating plasma using an arc
    • H05H1/481—Hollow cathodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32596—Hollow cathodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32917—Plasma diagnostics
    • H01J37/32935—Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32917—Plasma diagnostics
    • H01J37/32935—Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge
    • H01J37/32944—Arc detection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32917—Plasma diagnostics
    • H01J37/3299—Feedback systems
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H2242/00—Auxiliary systems
    • H05H2242/20—Power circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H2245/00—Applications of plasma devices
    • H05H2245/10—Treatment of gases
    • H05H2245/15—Ambient air; Ozonisers

Abstract

公开了用于通过瞬态空心阴极放电效应生成等离子体的装置。该装置包括：腔室，腔室包括气体可以通过其进入腔室的入口和气体可以通过其离开腔室的出口；设置在腔室中的阴极电极，阴极电极包括多个空心阴极；与阴极间隔开的阳极电极；电源；以及电源控制器，其配置为在已经发生电击穿之后将电功率的功率电平降低到低于维持多个空心阴极处的等离子体所需的第一功率电平。每个空心阴极包括贯穿厚度的孔，气体可以通过贯穿厚度孔从阴极电极的一侧流到阴极电极的另一侧。还公开了一种模块化装置，其包括串联和/或并联布置的多个等离子体反应器模块。

Description

等离子体生成装置
技术领域
本发明涉及用于生成等离子体的装置。更具体地，本发明的实施例涉及用于通过瞬态空心阴极放电(Transient Hollow Cathode Discharge，THCD)效应生成等离子体的装置。
背景技术
本领域已知有各种形式的用于生成等离子体的装置，这些装置具有广泛的应用。等离子体是一种不同于固体、液体或气体的物质状态，其包括自由电子与带正电离子的气体的混合物。等离子体独特的化学和物理性质可用于许多不同的应用，诸如处理材料表面以获得所需性质，诸如疏水性，或去除物理对象表面的污染物。
本发明就是在这种背景下做出的。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种用于通过瞬态空心阴极放电效应生成等离子体的装置，该装置包括：腔室，腔室包括气体可以通过其进入腔室的入口和气体可以通过其离开腔室的出口；设置在腔室中的阴极电极，阴极电极包括多个空心阴极，每个空心阴极包括贯穿厚度的孔，气体可以通过贯穿厚度孔从阴极电极的一侧流到阴极电极的另一侧，其中装置配置为限定从入口到出口的、穿过多个空心阴极贯穿厚度孔的气流通路；与阴极间隔开的阳极电极；电源，其电连接至阳极电极和阴极电极，用于提供电功率以在多个空心阴极处生成等离子体；以及电源控制器，其配置为在发生电击穿之后将电功率的功率电平降低到低于维持多个空心阴极处的等离子体所需的第一功率电平。
在根据第一方面的一些实施例中，电源控制器配置为通过停止向阴极和阳极提供电功率来降低功率电平。
在根据第一方面的一些实施例中，电源控制器配置为在通过以大于或等于第一功率电平的电平提供电功率达到预定的一段时间而发生电击穿之后降低功率电平，其中预定的一段时间是足够发生电击穿的一段时间。
在根据第一方面的一些实施例中，装置包括用于检测指示电击穿的发生的特征的元件，其中，电源控制器配置为响应于检测到指示电击穿的发生的特征而将电功率的功率电平降低到低于第一功率电平。例如，在一些这样的实施例中，该特征包括电流和/或电压的变化。
在根据第一方面的一些实施例中，电源控制器配置为控制电源将电功率作为电压脉冲序列间歇地提供，并且配置为根据气体通过腔室的流速来设定电压脉冲的频率。
在根据第一方面的一些实施例中，入口和出口设置在阴极电极的相反侧上。
在根据第一方面的一些实施例中，腔室配置为使得气体只能经由多个空心阴极从阴极电极的一侧流到另一侧。
在根据第一方面的一些实施例中，阳极电极设置在阴极电极的与入口相反的一侧上。
在根据第一方面的一些实施例中，阳极电极被布置成形成延伸跨过阴极电极的与阳极电极相对的面的整体或部分的气流屏障，使得离开空心阴极的气体被阳极电极偏转从而旁侧地(laterally)流过阴极电极的该面。
在根据第一方面的一些实施例中，阳极电极与阴极电极之间的间隔距离设定为，使得在阳极电极与阴极电极之间的间隙中旁侧流动的气流的阻力低于穿过多个空心阴极的气流的阻力，使得穿过腔室的气流的速率取决于穿过多个空心阴极的气流的阻力。
在根据第一方面的一些实施例中，阳极电极与阴极电极之间的间隔距离设定为，使得在阳极电极与阴极电极之间的间隙中旁侧流动的气流的阻力高于穿过多个空心阴极的气流的阻力。
在根据第一方面的一些实施例中，该装置包括设置在阳极电极与阴极电极之间的电绝缘层或电半绝缘层，以便在已经发生电击穿后限制递送到等离子体的能量的量。
在根据第一方面的一些实施例中，在使用中，装置能够在腔室中的气体处于大气压力时生成等离子体。
在根据第一方面的一些实施例中，多个空心阴极排列成多个空心阴极组，并且阴极电极包括多个导电通路，导电通路中的每一个将一个组内的空心阴极彼此连接起来，用于向该空心阴极组提供电功率，并且其中，相邻组的空心阴极通过电绝缘区域彼此间隔开。
在根据第一方面的一些实施例中，多个空心阴极成多行地排列在阴极电极上，其中，一个组包括位于一行上的多个空心阴极，并且相邻组包括位于相邻行上的多个空心阴极。
在根据第一方面的一些实施例中，每个空心阴极的内表面包括对生物样本有毒的材料的涂层。例如，该材料可包括金、银、钯和/或铜。
在根据第一方面的一些实施例中，电源是电容驱动电路，其包括：具有高压端和低压端的电压源；连接在高压端与第一节点之间的第一开关；连接在第一节点与第二节点之间的第二开关；经由电阻器连接在第二节点与第三节点之间的第一电感器；连接在第三节点与高压输出之间的第二电感器，其中高压输出连接到阴极电极；连接在第一节点与低压端之间的第一电容器；以及连接在第三节点与低压端之间的第二电容器，其中，低压端进一步连接到阳极电极。
在根据第一方面的一些实施例中，阳极电极包括集成隔离电容器，阳极电极包括：呈第一导电层形式的顶部电极；呈第二导电层形式的中间电极，第一和第二导电层被绝缘电介质隔开并且经由穿过绝缘电介质的导电通路彼此连接；以及呈第三导电层形式的底部电极，第三导电层通过绝缘电介质与第二导电层隔开，其中，第二和第三导电层一起用作集成隔离电容器。
根据本发明的第二方面，提供了一种模块化装置，其包括多个等离子体反应器模块，每个等离子体反应器模块包括根据第一方面的装置。
在根据第二方面的一些实施例中，等离子体反应器模块中的两个或更多个串联连接，使得离开等离子体反应器模块当中的一个的出口的气体随后进入串联中的等离子体反应器模块当中的下一个的入口。
在根据第二方面的一些实施例中，如此选择串联连接的等离子体反应器模块的数量，以实现穿过多个等离子体反应器模块之后、离开模块化装置的气体的期望特征。
在根据第二方面的一些实施例中，等离子体反应器模块中的两个或更多个并联连接，以便限定出穿过模块化装置的多个气流路径，使得进入模块化装置的气体在多个气流路径间被分配，并且沿着各个气流路径流动的一部分气体在离开模块化装置之前必须仅穿过并联连接的等离子体反应器模块中的相应的一个。
在根据第二方面的一些实施例中，如此选择并联连接的等离子体反应器模块的数量，以实现穿过模块化装置的气流的期望速率。
根据本发明的第三方面，提供了一种电容驱动电路，其包括具有高压端和低压端的电压源；连接在高压端与第一节点之间的第一开关；连接在第一节点与第二节点之间的第二开关；经由电阻器连接在第二节点与第三节点之间的第一电感器；连接在第三节点与高压输出之间的第二电感器，其中高压输出连接到阴极电极；连接在第一节点与低压端之间的第一电容器；以及连接在第三节点与低压端之间的第二电容器，其中，低压端进一步连接到阳极电极。
根据本发明的第四方面，提供了一种用作电气设备中的阳极电极的结构，该结构包括集成隔离电容器，阳极电极包括：呈第一导电层形式的顶部电极；呈第二导电层形式的中间电极，第一和第二导电层被绝缘电介质隔开并且经由穿过绝缘电介质的导电通路彼此连接；以及呈第三导电层形式的底部电极，第三导电层通过绝缘电介质与第二导电层隔开，其中，第二和第三导电层一起用作集成隔离电容器。
附图说明
现在将参考附图仅通过示例的方式描述本发明的实施例，在附图中：
图1示出了根据本发明的实施例的用于生成等离子体的装置的横截面图；
图2示出了根据本发明的实施例的包括多个空心阴极的阴极电极的一部分；
图3示出了根据本发明的实施例的包括多个空心阴极的阴极电极，这些空心阴极排列成组且通过各自的导电通路连接；
图4示出了根据本发明的实施例的设置在阴极电极的入口侧的第一气流板；
图5示出了根据本发明的实施例的设置在第一气流板上的第二气流板；
图6示出了根据本发明的实施例的设置在第二气流板上的入口侧盖罩；
图7示出了根据本发明的实施例的设置在阴极电极的出口侧上的第三气流板；
图8示出了根据本发明的实施例的面向阴极电极的出口侧设置的阳极电极；
图9示出了根据本发明的实施例的设置在第三气流板和阳极电极上的出口侧盖罩；
图10示出了根据本发明的实施例的包括多个串联布置的等离子体反应器模块的模块化装置；
图11示出了根据本发明的实施例的包括多个并联和串联布置的等离子体反应器模块的模块化装置；
图12示出了根据本发明的实施例的电源控制器；
图13示出了根据本发明的实施例的包括设置在阳极电极与阴极电极之间的电绝缘层的装置；
图14示出了根据本发明的实施例的用于生成等离子体的装置的横截面图，其中气体在与阳极电极相同的一侧进入该装置；
图15示出了根据本发明的实施例的用于向用于生成等离子体的装置提供电功率的电路；
图16示出了根据本发明的实施例的空心阴极，其中空心阴极包括阴极电极的入口侧上的导电表面，其中内导电表面部分地延伸穿过空心阴极；
图17示出了根据本发明的实施例的空心阴极，其中空心阴极包括阴极电极入口侧上的导电表面，在通孔的内部没有任何导电表面；
图18示出了根据本发明的实施例的用于生成等离子体的装置的横截面图，其中入口和出口设置在阴极电极的同一侧；
图19示出了根据本发明的实施例的包括并联布置的多个等离子体反应器模块的模块化装置；
图20是示出了根据本发明的实施例的组成电容驱动电路的组件之间的连接的电路图，其中电容驱动电路配置为向多个等离子体反应器模块提供功率脉冲；
图21是根据本发明的实施例的阳极结构的立体图，其中阳极结构可用在具有图20的电容驱动电路的每个等离子体反应器模块中；以及
图22是根据本发明的实施例的图21中所示的阳极结构的横截面图。
具体实施方式
在以下详细描述中，仅通过说明的方式显示和描述本发明的仅仅某些示例性实施例。如本领域技术人员将认识到的，所描述的实施例可以以各种不同的方式进行修改，所有这些都不背离本发明的范围。因此，附图和描述应被视为本质上是说明性的而非限制性的。在整个说明书中，相同的附图标记标示相同的元件。
在整个以下描述中，术语“气体”和“气流”用于描述本发明实施例中装置的构造和运行的各个方面。应当理解，在运行期间，流动穿过装置的流体介质实际上将包括气态物种和等离子体产物的混合物。所以，本文提到的“气体”因而应被广义地解释为还包括等离子产品。
现在参考图1，以横截面图示出了根据本发明一实施例的用于生成等离子体的装置。如将从下面的描述中变得显而易见的，该装置配置为通过瞬态空心阴极放电效应生成等离子体。装置100包括腔室101，腔室101包括气体可通过其进入腔室的一个或多个入口102，以及气体可通过其离开腔室的一个或多个出口103。装置100还包括设置在腔室101中的阴极电极140、与阴极间隔开的阳极电极151、电源170，以及电源控制器180。在本实施例中，阳极电极151设置在阴极电极140的与一个或多个入口102相反的一侧，但是在其它实施例中，阳极电极151可以设置在阴极电极140的与一个或多个入口102相同的一侧。
在本实施例中，装置100由堆叠的平面部件110、120、130、140、150、160构造而成，这些部件可称为“板”。每个板包括气体可以从其中流动穿过的一个或多个孔或通道，相邻板中的孔或通道对齐，使得一旦按图1所示的顺序组装，这些孔和/或通道一起限定出通路，通过该通路气体可以从一侧到另一侧流动穿过装置100。为方便起见，在下文中将会将一旦连接起来就为气体流动穿过该装置提供连续通路的多个孔和/或通道称为“腔室”101。术语“腔室”应广义地解释为意指气体可在其中流动的装置内部的任何空间，而不限于任何特定尺寸或形状。
应当理解，该特定构造仅仅是通过示例的方式描述的，而不应被认为是限制性的。在其它实施例中，装置的构造可以不同。例如，在另一实施例中，装置可以包括外壳，该外壳成形为在装置内限定出腔室。外壳可以形成为两个或多个部分，这些部分一旦组装，即限定出腔室。这两个或多个部分可以以这样的方式组装，使得这些部分中的一个或多个可以被移除从而使得能够进入装置的内部，例如使用诸如螺栓或夹子等的机械固定件，以便使得能够维护或修理装置内部的部件，诸如阴极140或阳极151。外壳的每个部分都可以以任何合适的制造方法形成，包括但不限于铸造、注塑、3D打印、铣削，等等。
阴极电极140包括多个空心阴极141，每个空心阴极141都包括贯穿厚度的孔，通过该贯穿厚度孔气体可以从阴极140的一侧到达阴极140的另一侧，如图1中虚线箭头所示，其指示了运行过程中穿过装置100的气流。图2示出了根据本发明一实施例的包括六个空心阴极241的阴极电极140的一部分。在图2的实施例中，每个空心阴极241包括面向阳极151的环形电极241a，并且包括位于空心阴极241的内表面上的导电路径241b，导电路径241b将阳极侧环形电极241a连接至阴极电极140的相反侧。在其它实施例中，可以省略阳极侧环形电极241a和/或位于空心阴极241的内表面上的导电路径241b的全部或部分。
在装置100用于从气态介质去除诸如空气传播的病毒颗粒或细菌的生物污染物的实施例中，每个空心阴极141、241的内表面可包括对生物样本有毒的材料的涂层，诸如金、银、钯或铜，或它们的合金，用于更有效地净化气体介质。在一些实施例中，对生物样本有毒的材料可以以纳米颗粒的形式被包括，以便增加暴露于气流的材料的表面。
在本实施例中，腔室101配置为使得气体可以仅经由多个空心阴极141从阴极电极140的一侧流到另一侧。这确保了从一个或多个出口103离开的任何气体一定已经穿过了至少一个空心阴极141。通过确保离开装置100的所有气体一定已经暴露于空心阴极141内的等离子体环境，这种布置在装置100用于处理流动穿过腔室101的气态介质的实施例中可能是特别有利的。然而，在其它实施例中，可能没有必要保证所有气体都穿过空心阴极141。例如，在装置用于产生离子供应例如用于随后加速形成离子束的实施例中，腔室中的阴极电极140的密封不完美使得一部分气体能够绕过空心阴极141是可以接受的。
每个空心阴极141、241可具有合适的直径以能够触发瞬态空心阴极放电。例如，每个空心阴极141、241的直径可以是大约1-2毫米(mm)，但是应当理解，该范围仅仅是作为示例给出并且在其它实施例中可采用其它的直径。在一些实施例中，每个空心阴极141、241的直径可小于100微米，而在其它实施例中，该直径可大于1厘米。选择空心阴极141、241的直径时可考虑其它设计参数，诸如分隔阳极151与阴极140的气态介质的运行压力。孔的直径D与阴极140的厚度H之比，即D/H，决定了对于给定的施加在阳极151与阴极140之间电压，电场向空心阴极141中的穿入。D/H的值越小，穿入到空心阴极背部空间的电场的值越低。典型的D/H比可在1-0.5的范围内，这取决于装置的运行压力，然而在一些实施例中仍可采用该范围之外的值。
电源170电连接到阳极电极151和阴极电极140，用于提供电功率以在多个空心阴极141处生成等离子体。电源170可包括任何合适形式的电源，该电源适用于以能够通过瞬态空心阴极放电效应生成等离子体的方式提供电功率。通过利用瞬态空心阴极放电，本发明的实施例能够建立用于高效产生高能电子的超高电场区域(例如大于1×107V/cm)。由于瞬态空心阴极放电的原理确立已久，为了简洁起见，这里将不提供详细描述。尽管如此，在不希望受理论束缚的情况下，下文对瞬态空心阴极放电现象进行简要解释，以帮助理解本发明。
瞬态空心阴极放电现象是指从在空心阴极结构与阳极之间建立电压的那刻起到在阳极与阴极之间形成导电等离子体通道所发生的物理事件。所施加的电压的大小应足够高，使得从空心阴极射出并被施加在阳极-阴极空间(以下称为A-K间隙)上的电场加速的电子的平均自由程与A-K间隙的物理尺寸相当或大于A-K间隙的物理尺寸。因此，在任何给定的实施例中，电源170可配置为在考虑阴极140与阳极151之间的距离的情况下，在阴极电极140与阳极151之间施加足够高的电压。
此外，电源170应当能够足够快地(例如大约100纳秒)在阴极140与阳极151之间建立电压，以使得电离生长过程能够在准稳态条件下发展。然后，所施加电压的大小可以在形成瞬态空心阴极放电的时间尺度内保持大约恒定。阴极140与阳极151之间电压的快速建立建立了准稳态电场配置，在阴极140的除靠近空心阴极孔141处的大部分表面上具有接近均匀的高电场。在每个贯穿厚度孔处，电场穿入空心阴极141中，渗入阴极电极140的背面，尽管是以与A-K间隙中的电场相比低得多的值。
在一些实施例中，装置可包括连接在电源170与一个或多个空心阴极141之间的一个或多个电容器。这样，电源170经由充当中间储能器的电容器向空心阴极141提供电功率。电容器的位置可在物理上靠近电容器向其提供电功率的相应的一个或多个空心阴极，例如通过使电容器位于阴极电极140本身上。电容器反过来可以通过适当低的电感器连接到相应的一个或多个空心阴极，以便使电容器能够以足够快的上升时间(通常为大约100纳秒)向一个或多个空心阴极提供电功率，从而使电离生长过程在准稳态条件下发展，正如以上所描述。这样使用电容器还可以帮助实现足够长的衰减时间(通常大约数十微秒)以在瞬态空心阴极放电循环过程中放电形成期间在一个或多个空心阴极处保持接近恒定的电压。
每个空心阴极孔141内的电场使得在每个孔141内以及腔室101内靠近阴极电极140的表面的空心阴极背部空间中产生自由电子。一旦电子在阴极电极140的阳极侧上离开孔141，它随后被迅速加速朝向阳极151，从而因A-K间隙中的高电场而获得大量能量。与A-K间隙距离相比，这种自由电子的平均自由程较大，这意味着归因于碰撞电离，A-K间隙内电离生长的机会很小，并且不会发生通过电子倍增的电离生长。
与此同时，可通过与A-K间隙中的气态介质或与阳极151的表面进行电子碰撞而产生的任何离子都将被加速返回穿过空心阴极141。然而，由于巨大的质量差异，此类离子在A-K间隙中行进得要比电子慢得多。这导致产生最初位于阳极151表面附近的正空间电荷，因为离子移动得比电子慢，并且在空间电荷与阳极151之间开始形成稀等离子体。该导电等离子体的存在有效地将阳极电势移向空间电荷的位置，从而形成虚拟阳极，该虚拟阳极减小了A-K间隙的有效距离并且因此增加了A-K间隙中剩余非导电空间中的电场的强度，以及空心阴极141内部的间隙电场的强度。电场的增强反过来加速电子生长过程，导致虚拟阳极快速向阴极140行进，进一步增强了空心阴极孔141周围的电场，直到最终虚拟阳极穿入空心阴极141。这最终导致在空心阴极141内部，恰好在阴极背部空间内部，产生正空间电荷。在虚拟阳极穿入阴极背部空间时，存在点状等离子体区，该区成为丰富的电子源。
然后通过产生连接阳极151与阴极140的导电通道完成电击穿过程，其有效地终止了THCD过程。电源控制器180配置为在发生电击穿之后降低由电源170提供的电功率的功率电平。具体地，电源控制器180配置为将功率电平降低到低于维持多个空心阴极141处的等离子体所需的电平，该电平可被称为第一阈值功率。在本实施例中，电源控制器180配置为通过停止向阴极140和阳极151供应电功率而将功率电平有效地降低至零。例如，电源控制器180可以断开将电源170连接至阴极140和/或阳极151的开关，以切断电路并使电流停止流向阴极140或阳极151。在其它实施例中，电源控制器180可以将功率电平降低到低于第一阈值功率的第二功率电平，使得等离子体被有效关闭同时仍以较低的、有限的电平供应电功率。
应当理解，在现实世界的实施中，在发生电击穿的确切时刻停止或减少电功率供应可能是不切实际的。实际上，电源控制器180可以在电击穿已经发生后的短暂但有限的时间内降低功率电平，其中电击穿发生与电功率供应减少或关闭之间的时间长度足够短，以至于在该时间期间等离子体的任何变热都可忽略不计。在一些实施例中，电源控制器180可以在运行期间主动监测装置100以检测指示电击穿正在发生的特征，并且响应于检测到该特征而将功率电平降低到低于第一阈值功率。这样，电源控制器180可确保以足够高的电平继续供应电功率直到发生电击穿，然后可以快速响应电击穿的发生从而避免等离子体的任何显著变热。
在其它实施例中，代替检测指示电击穿的特征，电源控制器180可配置为，通过控制电源170以大于或等于第一功率电平的电平提供电功率达到预定的一段时间，来在已经发生电击穿后将功率电平降低到低于第一阈值功率，其中预定的一时间段是足够发生电击穿的一段时间。换句话说，电源控制器180可以被预先设计或预先编程，以便从以等于或大于第一阈值功率的高电平提供电功率开始经过一定时间后自动降低功率电平，而不主动检查是否已发生电击穿。通过消除对任何此类监测能力的需要，这可以从整体上简化电源控制器180以及作为整体的装置100的设计。
通过限制电击穿发生后对电极140、151的电能输送，当已经产生导电等离子体通道时，这样电源控制器180就能避免使通道变热从而变成热的等离子体。装置100因此在运行过程中产生相对较少的热量。在已经发生电击穿后降低功率电平以避免等离子体的任何显著变热，还可以使得能够将非常大的空心阴极组集成到小的体积中，而无需主动冷却，否则可能需要用主动冷却来去除由热等离子体的形成而产生的热能。
一旦发生电击穿就降低功率电平的另一个好处是，装置100可以以脉冲方式运行，其中等离子体在短的时间间隔内重复生成和关闭，而不会使装置100过度变热。在脉冲运行模式中，电源控制器180可以在将功率电平降低到低于第一阈值功率的电平之后等待一定时间，然后将功率电平增加到等于或大于第一阈值功率的电平以开始新的等离子体生成周期。这样，电源控制器180可配置为控制电源将电功率作为电压脉冲序列间歇地提供。
在装置100以脉冲运行模式运行的实施例中，电源控制器可以配置为根据穿过腔室的气体的流速来设置电压脉冲的频率。在这样的实施例中，两个脉冲之间的延迟，即等离子体生成的周期，应该优选地长于等离子体中各种电离物种的重组时间，以便系统中的气态介质能够在连续脉冲的施加之前从导电等离子体状态回到非导电状态。与此同时，在装置100用于对气态介质进行连续等离子体处理的实施例中，为了更有效的处理，两个脉冲之间的延迟应当优选地小于流动介质穿过反应区的停留时间。换句话说，可以针对更高的气体流速设置更高的脉冲频率(即更高的吞吐量系统)，以维持对流动穿过装置100的气态介质的有效处理。
在一些实施例中，装置能够在腔室中的气体处于大气压时生成等离子体。例如，这可以通过适当地选择诸如施加的电压、A-K间隙距离、空心阴极直径、空心阴极孔深度等参数来实现。在其它实施例中，装置可以在低于大气压的压力下运行。
现在参考图3，示出了根据本发明一实施例的包括多个空心阴极的阴极电极，这些空心阴极排列成组且通过各自的导电通路连接。图1的阴极电极140中的多个空心阴极141如图3所示布设。应当理解，图1所示的横截面是为了帮助理解本发明的简化表示，并不代表图3中所示的多个空心阴极340的真实物理横截面。
在本实施例中，多个空心阴极排列成包括正交行和列的规则阵列。然而，在其它实施例中，多个空心阴极的可排列为与图3所示的实施例不同。例如，在一个实施例中，多个空心阴极可以以密集堆积的方式排列在六角形栅格上。在另一实施例中，多个空心阴极可以不规则地排列在阴极电极的表面上。
继续参考图3，在本实施例中，多个空心阴极340排列成多组空心阴极341-1、341-2，并且阴极电极包括多个导电通路342。阴极电极包括排列成两列的多个空心阴极340，这两列位于用作公共电压源的中央电源线343的两侧，导电通路342连接到中央电源线343。每列包括十七行，每行五个空心阴极341，总共(2×5×17)＝170个空心阴极。然而，在其它实施例中，阴极电极可包括不同数量的空心阴极。每条导电通路342将一个组内的空心阴极341彼此连接起来，用于向整个组供电。相邻组的空心阴极341-1、341-2由电绝缘区域344彼此间隔开。在多个空心阴极成行排列在阴极电极上的本实施例中，“相邻”组是指相邻行的空心阴极组341-1、341-2。
通过这样将多个空心阴极341排列成组，使得多个组中的每组都分别连接到公共电压源343，尽管由公共电压源343供电，但可以同时运行所有空心阴极。由于这种排列的缘故，每组空心阴极341-1、341-2与中央电源线343的距离相似，从而降低了在发生击穿时任何给定的空心阴极缺乏电能的风险。
采用瞬态空心阴极放电在多个空心阴极处生成等离子体的优点在于，其使得能够在不需要镇流器的情况下在密集堆积的成堆的空心阴极间实现初始电离生长过程的自同步。出现这种情况是因为在瞬态空心阴极放电配置中，从施加电压的那一刻起电离生长过程中相对较长的延迟会在一组空心阴极间产生或多或少相似的电离生长速率。由阴极背部空间处的电离生长来控制最终电击穿的这种方式意味着，通过在所有空心阴极341所共有的阴极背部空间处产生的UV辐射来进行光致电离，组341-2中的一个特定空心阴极341中电击穿的开始直接加速其它相邻空心阴极中(即图3中组341、341-2和341-3中)空心阴极的击穿。
现在参考图4，示出了根据本发明一实施例的设置在阴极电极的入口组上的第一气流板。第一气流板130包括矩形孔431，矩形孔431的尺寸等于或大于阴极电极140上的空心阴极340阵列的长度和宽度，使得当如图4所示将第一气流板130设置在的阴极电极140上时，多个空心阴极340中的每一个都与矩形孔431形成的空间流体连通。如此，驻留在矩形孔431内的空间中的气体可经由多个空心阴极340中的任一个穿过阴极电极140到达阴极电极140的阳极侧。应当理解，孔431的形状不一定必须是矩形的，在其它实施例中可采用任何其它形状的孔431。第一气流板130的厚度实际上提升了混合区，混合区是腔室中的一个区域，在该区域中，通过多个入口102进入的气体流在穿过空心阴极141之前在远离阴极电极140的表面的情况下彼此混合。这反过来可使得入口气体在穿过空心阴极141之前更好地混合。应当理解，可以不必为了实现该功能而将气流板130提供为物理上的单独部件。例如，类似的功能可以由具有凸起表面的阴极电极140来执行，凸起表面围绕其中设置有空心阴极的区域的外缘。
现在参考图5，示出了根据本发明一实施例的设置在第一气流板上的第二气流板。与第一气流板130一样，第二气流板120包括孔521，孔521的尺寸等于或大于阴极电极140上的空心阴极340阵列的长度和宽度，使得当如图5所示将第一和第二气流板130、120设置在阴极电极140上时，多个空心阴极340中的每一个都与第一和第二气流板130、120中的孔431、521形成的空间流体连通。
在本实施例中，第二气流板120中的孔521呈不规则八边形，且大于第一气流板130中的孔431。然而，应当理解，这仅仅是示例，并且在其它实施例中，第二气流板120中的孔521可具有不同的形状和/或不同的尺寸。第一和第二气流板130、120一起限定出空间，在该空间中，经由一个或多个入口102进入腔室101的气体能够在穿过空心阴极340之前混合。
现在参考图6，示出了根据本发明一实施例的设置在第二气流板上的入口侧盖罩。入口侧盖罩110包括与第一和第二气流板130、120中的孔431、521形成的空间流体连通的多个入口102，使得多个入口102和孔431、521限定出腔室101的位于装置100的入口侧的部分。入口侧盖罩110密封腔室101，使得气体流入腔室101的唯一路径是经由入口102中的一个。尽管在本实施例中第一和第二气流板130、120以及入口侧盖罩110被描述为单独的部件，但是在其它实施例中，腔室101和入口102可以由形成在单个物理部件内的适宜形状的空间限定而成。
此外，在本实施例中，多个入口101设置在阴极电极140的其中形成有空心阴极340的区域的外缘之外，该区域可称为阴极电极140的“空心阴极区”。这样，进入腔室101的气体首先撞击围绕空心阴极区的第一气流板130的表面，使气体偏转从而旁侧地流过阴极电极140和空心阴极340的表面。这可以确保穿过多个空心阴极340的入口气体的均匀分布，使得实现相似的穿过每个空心阴极的气体流速，这与气流集中通过少量空心阴极340相反。
现在参考图7，示出了根据本发明一实施例的设置在阴极电极的出口侧的第三气流板。在本实施例中，第三气流板150的尺寸和形状与第二气流板120类似，包括尺寸等于或大于阴极电极140上空心阴极340阵列的长度和宽度的孔751。因此，如图7所示，当第三气流板150设置在阴极电极140上时，多个空心阴极340中的每一个都与矩形孔751形成的空间流体连通。如此，流过腔室101的气体可经由多个空心阴极340中的任意一个穿过阴极电极140并进入矩形孔751内的空间中。应当理解，孔751的形状不一定必须是矩形的，并且在其它实施例中可以使用任何其它形状的孔751。第三气流板150的厚度影响A-K间隙距离，并且可以选择以便在装置100组装好后实现期望的A-K间隙。
现在参考图8，示出了根据本发明一实施例的面向阴极电极的出口侧设置的阳极电极。一旦组装，阳极电极151可以延伸跨过阴极电极140的与阳极电极151相对的面的整体或部分。在本实施例中，阳极电极151的尺寸和形状使得一旦组装，阳极电极151延伸跨过阴极电极140的至少空心阴极区，即其中形成多个空心阴极340的区域。这确保了当在阴极电极140与阳极电极151之间施加电压时所有空心阴极340上的电场强度是均匀的。
另外，在本实施例中，阳极电极151由不透气材料例如金属形成，使得阳极电极151形成气流的屏障。这样，离开空心阴极340的气体撞击阳极电极151的表面并且被不透气的阳极电极151偏转从而旁侧地流过阴极电极140的所述面。这种布置的优点是，从一个空心阴极出来的气体被迫旁侧地流过阴极电极140的表面并流过相邻空心阴极340的开口，从而增加了气体暴露于装置内的等离子环境下的时间并且转而增加处理效果。然而，在其它实施例中，可采用可透气的阳极。
另外，当采用不透气的阳极电极151时，阳极电极151与阴极电极140之间的间隔距离可设定为使得在阳极电极151与阴极电极140之间的间隙中旁侧流动的气流的阻力低于多个空心阴极141的气流的阻力，例如通过选择合适的第三气流板150和阳极电极151的厚度。这确保气体流过腔室的速率取决于多个空心阴极的气流的阻力。这样布置阳极-阴极间隙以提供比多个空心阴极141的气流阻力更低的气流阻力将导致空心阴极后面的区域更快地抽真空，从而有效地使得空心阴极背后的区域(即，气体流动方向上空心阴极的上游)在与阳极-阴极间隙中的压力相比略高的压力下运行。这种较高的压力将反过来增强THCD形成中的电离生长过程。
备选地，在一些实施例中，阳极电极与阴极电极之间的间隔距离设定为使得在阳极电极151与阴极电极140之间的间隙中旁侧流动的气流的阻力高于穿过多个空心阴极141的气流的阻力。这样，能够增加流动气体在阳极-阴极间隙中的停留时间，这反过来又在气体径向地向外流动远离其首先穿过的空心阴极时，通过使阳极-阴极间隙中的该气体在其它相邻空心阴极141下进行反复处理，起到增强对穿过空心阴极141之后的气体的处理的作用。
现在参考图9，示出了根据本发明一实施例的设置在第三气流板和阳极电极上的出口侧盖罩。在本实施例中，出口侧盖罩160类似于入口侧盖罩110，并包括与第三气流板150中的孔751形成的空间流体连通的多个出口103。这样，多个出口103和孔751限定出腔室101的位于装置100的出口侧的部分。出口侧盖罩160密封腔室101，使得气体从腔室101出来的唯一路径是经由出口103中的一个。尽管在本实施例中第三气流板150和出口侧盖罩160被描述为单独的部件，但在其它实施例中，腔室101和出口103可以由单个物理部件内形成的适宜形状的空间来限定。
现在参考图10，示出了根据本发明一实施例的包括串联布置的多个等离子体反应器模块的模块化装置。模块化装置1000包括多个等离子体反应器模块1001、1002、1003、1004、1005、1006，每个等离子体反应器模块包括类似于上文参考图1至9所描述的等离子体生成装置。等离子体反应器模块1001、1002、1003、1004、1005、1006串联连接，使得离开等离子体反应器模块当中的一个的一个或多个出口103的气体随后进入串联中的下一个等离子体反应器模块的一个或多个入口。
尽管在本实施例中示出了六个等离子体反应器模块1001、1002、1003、1004、1005、1006的串联布置，但是在其它实施例中，可以串联连接任何数量的等离子体反应器模块，即两个或更多个。可以对串联连接的等离子体反应器模块的数量进行选择，以便实现穿过该数量的等离子体反应器模块之后离开模块化装置的气体的期望特征。在模块化装置1000被用作反应物种产物(例如通过对主要由带有相关联的水蒸气组分的大气压下正常空气组成的气态介质进行等离子体处理所产生的O、O3、OH-、OH自由基以及UV辐射)源的实施例中，可以对要串联连接的等离子体反应器模块的数量进行选择，以便实现这种反应物种产物的期望生产速率。增加等离子体反应器模块的数量将导致气体在装置中在暴露于等离子体环境的情况下停留更长时间，从而提高此类产物的生成速率。
模块化装置1000包括进气歧管1010，进气歧管1010配置为经由公共入口接收气流并将气体引导至串联中的第一等离子体反应器模块1001的一个或多个入口102。模块化装置1000还包括排气歧管1020，排气歧管1020配置为经由串联中的最后一个等离子体反应器模块1006的一个或多个出口103接收气流。在第一等离子体反应器模块1001包括多个入口102的实施例中，采用进气歧管1010可能特别有利，因为从进气歧管1010到位于模块化装置1000的上游的其它设备可能只需提供单个连接。类似地，在最后的等离子体反应器模块1006包括多个出口103的实施例中，采用排气歧管1020可能特别有利，因为从排气歧管1020到位于模块化装置1000的下游的任何其它设备可能仅需提供单个连接。然而，在一些实施例中，可以根据需要省略进气歧管1010和排气歧管1020中的一者或两者。例如，在一些实施例中，可以省略排气歧管1020以便有效地将装置的出口侧直接暴露于外部环境，正如将在下文参考图14所描述。
现在参考图11，示出了根据本发明一实施例的包括并联和串联布置的多个等离子体反应器模块的模块化装置。模块化装置1100包括并联连接的多个等离子体反应器模块，以限定出穿过模块化装置1100的多个气流路径1131、1132、1133。在本实施例中，模块化装置1110包括多个级1101、1102、1103、1104、1105、1106，每级包括三个并联连接的等离子体反应器模块。可以对并联连接的等离子体反应器模块的数量进行选择，以便通过针对给定的等离子体反应速率要求降低气流阻力来实现穿过模块化装置1100的气流的期望总速率。
多个级1101、1102、1103、1104、1105、1106本身以与上文参照图10所描述的装置相类似的方式串联连接，使得离开一个级的气体随后行进到下一个级。在一些实施例中，模块化装置1100也可仅包括单个的级，使得没有串联连接的等离子体反应器模块。
与图10的模块化装置一样，本实施例的模块化装置1100也包括进气歧管1110和排气歧管1120。在一些实施例中，可以根据需要省略进气歧管1110和排气歧管1120中的一者或两者。进入模块化装置1100的气体在多个气流路径1131、1132、1133之间被分配，如图11所示。在每级1101、1102、1103、1104、1105、1106内，沿着每个气流路径1131、1132、1133流动的一部分所述气体在离开该级之前必须仅穿过该级内等离子体反应器模块中的相应一个。当模块化装置包括串联连接的其它级时，如图11所示，在离开模块化装置之前，气体可随后穿过其它级中的等离子体反应器模块，但不穿过同一级中的其它等离子体反应器模块。
如图11所示，模块化装置还可包括位于串联连接的相邻等离子体反应器模块之间的间隔板1140。应当理解，在图10的实施例中，类似的间隔板1140也可以在等离子体反应器模块1001、1002、1003、1004、1005、1006之间提供。间隔板位于一个等离子体反应器模块的出口侧盖罩160与串联中的下一个等离子体反应器模块的入口侧盖罩110之间。间隔板1140配置为将一个等离子体反应器模块中的阴极电极140与串联中的前一个等离子体反应器模块中的阳极电极151电屏蔽开。在一些实施例中，相似的屏蔽功能可以由串联的两个等离子体反应器模块的相应出口侧盖罩160和入口侧盖罩110当中的一者或两者来提供，这取决于形成出口侧盖160和入口侧盖罩110的材料的性质，在这种情况下可省略单独的间隔板1140。
现在参考图12，示出了根据本发明一实施例的电源控制器。在该实施例中，电源控制器配置为主动监测装置100以检测指示电击穿的发生的特征，如上文关于图1所描述的。如此，装置包括用于检测该特征的元件1282。在本实施例中，电源控制器1280配置为监测放置在阳极电极151与中间储能电容器CL之间的电流感测电阻器RS两端的电压。电流感测电阻器RS两端的电压指示流过装置的电流，当发生击穿并形成导电等离子体通道时，该电流会突然增加。如此，在该实施例中，用于检测该特征的元件1282包括电压检测器1282，其实际上用于检测在电击穿开始时产生的等离子体中电流流动的开始。
控制单元1281可监测来自电压检测器1282的、指示在电流感测电阻器RS两端测量的电压的信号，并且可以在监测到的来自电压检测器1282的信号指示通过装置的电流以超过阈值的量增加时，和/或当电流随时间的增加率超过阈值增加率时，确定已经发生电击穿。尽管在图12中，用于检测该特征的元件1282被显示为电源控制器1280的一部分，但是在其它实施例中，用于检测该特征的元件1282可以在物理上与电源控制器1280分开。
在其它实施例中，可使用不同类型的电流传感器，例如霍尔效应传感器，来检测从电源1270流向阴极140或阳极151的电流的变化，并且可以视情况而定使用不同的用于检测该特征的元件。作为另一示例，在一些实施例中，该特征可以是在空心阴极141开口或阳极电极151附近生成的电磁辐射的强度的变化，并且可以使用合适形式的传感器作为检测该特征的元件，诸如光学传感器。
图12中还示出了跨电源1270的正极端子和负极端子、与等离子体反应器1201并联连接的电容器CL。电容器CL提供能量限制存储功能，该功能有助于：(a)实现快速上升时间施加电压；(b)因电容器的峰化作用而提供电压增益；以及(c)在所提供的功率的电平降低时，限制等离子体一旦形成等离子体便可使用的能量。
现在参考图13，示出了根据本发明一实施例的包括设置在阳极电极与阴极电极之间的电绝缘层的装置。在一些实施例中可以是半绝缘层的电绝缘层1352设置在阳极电极1351与阴极电极1340之间，以便在发生电击穿之后限制递送到等离子体的能量的量。例如，电绝缘层1352可包括绝缘或高电阻率半导体薄膜。
电绝缘层1352的作用是产生类似于介质阻挡放电(Dielectric barrierdischarge，DBD)的配置，从而限制在导电等离子体形成后输送给导电等离子体的能量。然而，不同于其中放电采取的形式是随机分布在大的表面上的密集等离子体尖峰的常规DBD，当用在本发明的实施例中时，作为瞬态空心阴极放电形成过程的结果，阳极电极1351上的电绝缘层1352在特定位置产生气体介质从其中流动穿过的扩散等离子体通道。与传统的DBD反应器系统相比，诸如图13中所示的那样的实施例，针对任何给定的每单位反应器体积的处理效率，都可采用更小的反应器体积并因此获得更紧凑的装置。
现在参考图14，以横截面图示出了根据本发明一实施例的用于生成等离子体的装置，其中气体在与阳极电极相同的一侧进入该装置。该装置在某些方面类似于图1的装置，包括入口侧盖罩1410、第一气流板1420、阴极电极1440，以及第二气流板1450。入口侧盖罩1410可在形式上类似于上文参考图1和图6所描述的入口侧盖罩110，而第一气流板1420可以在形式上类似于上文参考图1和图5所描述的第二气流板120。本实施例的第二气流板1450可以在形式上类似于上文参考图1和图4所描述的第二气流板130。然而，应当理解，图14中所示装置的物理形式和构造方式不是限制性的，并且在其它实施例中，阳极电极1451设置在阴极电极1440的与一个或多个气体入口1402相同的一侧的装置可具有与图14中所示形式不同的形式。
如图14中指示使用期间气体流动穿过装置的方向的虚线箭头所示，在经由多个空心阴极1441穿过阴极电极1440之前，气体通过一个或多个入口1402进入装置，然后旁侧地流动穿过阳极电极1451与阴极电极1440之间的间隙，该间隙可被称为阳极-阴极间隙或“A-K间隙”。由于阳极电极1451设置在阴极电极1440的与气体入口相同的一侧，装置的出口侧可以有效地对外界开放。诸如图14所示的那样的装置仍可在大气压或低真空压力下运行。
这种布置可使得装置能够被用来提供能够散布在大的表面区域上的富含离子的等离子体云。这种配置在各种应用中都可能是有利的，包括但不限于对基底1490(诸如用于印刷的塑料表面1490)进行表面处理。对塑料表面进行等离子处理可用于改善润湿性，反过来通过帮助墨水更牢固地粘附到经等离子处理的表面来提高印刷工艺的效果。采用图14中所示的那样的装置的等离子体处理也可以用于通过适当选择材料、气体和工艺条件来赋予基底1490所需要的性质，例如使基底1490的表面具有疏水性或亲水性。
在一些实施例中，就穿过装置的气流路径而言，模块化表面处理装置可通过并联连接多个类似于图14中所示的那样的等离子体反应器模块来构造。可以将等离子体反应器模块布置在大的区域上，以便对基板1490的大的表面区域提供同步等离子处理，这在诸如塑料片材或其它形式的基底1490的卷对卷加工的高吞吐量工业应用中可能特别有利。
此外，在一些实施例中，类似于图14中所示的那样的装置可用于提供大表面富离子等离子体，可从中提取离子以形成大表面离子束。这样使用时，该装置实际上表现为像是具有非常低功函数的表面。在这样的实施例中，可根据期望在装置的出口侧生成的离子物种来选择供应到一个或多个入口1402的气体。诸如图14中所示的那样的装置的又一潜在应用可以是对基底1490进行高压蚀刻或灰化，例如从光刻基底剥离光致抗蚀剂层。
现在参考图15，示出了根据本发明一实施例的用于向用于生成等离子体的装置提供电功率电路。该电路包括用于向装置提供电功率的电源1570。装置的阴极电极1541连接到电源1570的负极端子，而装置的阳极电极1551连接到电源1570的正极端子。可称为中间储能电容器的电容器CL与装置并联连接，如上文参考图12所描述的。此外，包括与电阻器R串联的电感器L的镇流器1590串联连接在阴极电极1541与电源1570之间。镇流器1590用于在一旦已形成等离子体时限制由电源1570提供给导电等离子体的能量的量。而且，通过将电容器CL的一个端子连接在镇流器1590与阴极电极1541之间，在电击穿之后输送给等离子体的能量在很大程度上被限制为存储在电容器CL中的能量。这样，镇流器1590和电容器CL组合用于一旦发生电击穿就限制对装置的供电，避免否则由于等离子体的焦耳加热而发生的过度能量消耗。
如图15所示，在本实施例中，电源1570包括串联连接在高压电源与正极端子之间的第一开关S1和第二开关S2，并包括与高压电源和输出正负端子并联的主电容器C。此外，主电容器C的一侧连接到第一开关S1和第二开关S2之间的节点。诸如此处描述的这样的电源1570可用在任何以上描述的实施例中。
电源1570的运行如下。在t＝t0时刻，电源控制器闭合第一开关S1，并且主电容器C被充电至所需电压。一旦主电容器C充电，电源控制器断开第一开关S1并闭合第二开关S2。这就将主电容器C中的能量转移到中间储能电容器CL。在本实施例中，中间储能电容器CL的电容小于或等于主电容器C的一半，使得C和CL形成振铃电路，能量通过该振铃电路转移至阴极电极1541和阳极电极1551,导致CL两端外加更高的电压。该电压的上升时间和波形可以通过适当选择镇流器1590的电感器L和电阻器R的值来定制。可以对R的值进行选择，使得LCR振铃电路稍微欠阻尼。
CL两端的电压直接提供给阳极电极1551和阴极电极1541，并启动THCD过程。然后，在稍后的时间t>t0，当发生电击穿并且确定并检测到导电等离子体的开始时，电源控制器断开第二开关S2，从而隔离中间能量存储电容器CL以及阴极和阳极电极1541、1551。此时，只有存储在中间储能电容器CL中的能量可用于等离子体，从而限制了使等离子体变热的程度，反过来又降低了装置的能量消耗。
如上所述，在一些实施例中，一旦已经发生电击穿，则电源控制器就可以将功率电平降低到较低电平，而不是完全停止电功率供应。例如，这在某些情况下可能是期望的，以避免在第二个开关S2完全断开时否则会发生的大的反电动势。在这样的实施例中，电源1570可包括电阻器，该电阻器可以在S2断开之前可切换地连接在S2两端，以便在不断开第二开关S2的情况下向阴极电极1541和阳极电极1551提供显著降低的功率电平。然后可以在一定时间后完全断开第二开关S2。
现在参考图16和图17，示出了根据本发明的实施例的图2所示的那样的空心阴极的替代形式。在图16的实施例中，阴极电极1640中的空心阴极包括位于阴极电极1640的入口侧的导电表面1641a，内导电表面1641b部分地延伸穿过空心阴极并在未到达通孔的阳极侧端时停止。在图17的实施例中，阴极电极1740中的空心阴极包括位于阴极电极1640的入口侧的导电表面1741a，在通孔内部没有任何导电表面。图2、图16和图17中所示的所有空心阴极都能够支持瞬态空心阴极放电效应，并且可用在以上描述的任何一种通过瞬态空心阴极放电效应生成等离子体的装置中。
在以上描述的实施例中，入口和出口设置在阴极电极的相反侧，使得气体在阴极电极的一侧进入装置，穿过空心阴极，然后在阴极电极的相反侧离开装置。例如，在图1的实施例中，装置100配置为限定出从一个或多个入口102到一个或多个出口103的、穿过多个空心阴极贯穿厚度孔141的气流通路。这样，流动穿过装置的气体穿过空心阴极贯穿厚度孔141并暴露在其中生成的等离子体中。在图1的实施例中，这是通过将一个或多个入口102设置在阴极电极140的与一个或多个出口103相反的一侧来实现的。
然而，在其它实施例中，一个或多个入口102和一个或多个出口103可设置在阴极电极140的同一侧，例如如图18所示。在图18的实施例中，装置1800包括诸如固体隔板或挡板的气流屏障1801，其设置在腔室中位于阴极1840的与阳极1851相反的侧上的，以便使经由一个或多个入口1802进入腔室的全部或部分气体在气流屏障1801的入口侧流动穿过空心阴极1841到达阴极电极1840的阳极侧，然后在气流屏障1801的出口侧以相反方向往回流动穿过空心阴极1841以到达一个或多个出口1803。这样，一个或多个入口1802和出口1803可设置在装置1800的同一侧，使得能够降低装置1800的总高度。
现在参考图19，示出了根据本发明一实施例的包括并联布置的多个等离子体反应器模块的模块化装置。模块化装置1900包括并联连接的六个等离子体反应器模块1901、1902、1903、1904、1905、1906，以限定出穿过模块化装置1900的多个气流路径，其方式与以上关于图11描述的装置的方式类似。等离子体反应器模块1901、1902、1903、1904、1905、1906被图示为从上方观察，俯视每个模块1901、1902、1903、1904、1905、1906内的多个空心阴极1940。
尽管在图19中仅示出了六个等离子体反应器模块1901、1902、1903、1904、1905、1906，但是模块装置1900还可包括在垂直于图19中的纸张的平面的方向上堆叠的其它等离子体反应器模块(即在图19所示的六个等离子体反应器模块1901、1902、1903、1904、1905、1906的上方或下方堆叠以形成垂直堆叠的等离子体反应器模块)的一种或多种类似布置。在这种实施例中，六个等离子体反应器模块1901、1902、1903、1904、1905、1906上方或下方的附加的每层等离子体反应器模块可以串联连接到任意一侧的层，使得模块化装置于是包括串联和并联连接的多个等离子体反应器模块，其方式类似于图11中所示的装置。
图19左下角的分解图示出了等离子体反应器模块中第一个等离子体反应器模块1901中的空心阴极1940的梯形排列的一半。空心阴极1940的梯形排列可称为空心阴极子组件。应当理解，分解图中所示梯形的右手侧将包括与左手侧所示那样类似的空心阴极1940排列，但为了清楚起见仅示出了一半。同样地，应当理解，第一等离子体反应器模块1901的其它五个梯形部分将包括与分解图中所示的那样的类似的空心阴极1940排列，适当时旋转。第二至第六等离子体反应器模块1902、1903、1904、1905、1906都可以具有与第一等离子体反应器模块1901那样类似的空心阴极排列，但是再次地，为了清楚起见在图19中仅详细示出了模块的其中一个的结构。
与上面参考图3至图9所描述的实施例相比，本实施例中的每个等离子体反应器模块1901、1902、1903、1904、1905、1906的实际单元格为梯形的形式，这使得能够构造横截面为六边形的等离子体反应器模块。六边形等离子体反应器模块1901、1902、1903、1904、1905、1906外部的区域呈现一种结构，容纳空心阴极电极的电路板或其它合适的基板附接到该结构。每个等离子体反应器模块1901、1902、1903、1904、1905、1906的阳极单元在尺寸上类似于为第一等离子体反应器模块1901所示的空心阴极单元，除了用来提供气流路径的流体连通孔将位于阳极电极单元周围以使得气体能够流动通过堆中的下一层。
空心阴极1940的这种堆积排列提供了优于图3所示的矩形设计的优势。具体地，当一组六个旋转的梯形以六边形形式排列时，梯形形状因数为中心通道1901a的产生留出空间，如为第一等离子体反应器模块1901所示出的。该中心孔可容纳负电源线，该负电源线配置为向等离子体反应器模块1901内的六个空心阴极子组件1940中的每一个提供负高压脉冲。六个空心阴极子组件1940可以连接到位于等离子体反应器模块1901的外边缘上的共地回路。这就产生了一种同轴配置，该配置可以帮助使高压驱动脉冲引起的电磁辐射最小化，特别是在瞬态空心阴极放电的击穿阶段。
与图3所示的矩形排列相比，另一个优点是将六个单独的空心阴极子组件以该六边形形式并联放置确保了特定子组件的故障仅对每个六边形层的性能产生最小影响，即仅对作为一个整体的等离子体反应器模块1901的性能产生最小影响。
还有一个优点是，六个空心阴极组件与中心高压驱动脉冲馈送的紧密堆叠使得能够更有效地利用整个模块化装置中的空间，从而针对给定性能级别减小装置的整体尺寸。这是可能的，因为如果每个等离子体反应器模块1901、1902、1903、1904、1905、1906的外表面都用作共地回路，则不再需要在不同的六边形等离子体反应器模块1901、1902、1903、1904、1905、1906之间提供高电压隔离。
现在参考图20至图22，示出了根据本发明一实施例的配置为向多个等离子体反应器模块提供功率脉冲的电容驱动电路。图20是示出了构成电容驱动电路的部件之间的连接的电路图；图21是可用在每个等离子体反应器模块中的阳极结构的透视图；以及图22是图21所示阳极结构的横截面图。诸如图20所示的那样的驱动电路，和/或诸如图21和图22所示的那样的阳极结构，可以与以上描述的实施例中的任一实施例的等离子体生成装置一起使用。
电容驱动电路包括电压源(V)、第一和第二开关S1，S2、第一和第二电感器L2、L3，以及第一和第二电容器C1、C2。驱动电路的输出端并联连接到多个等离子体反应器模块(APR)2006、2007中的每一个等离子体反应器模块的阳极(A)结构和阴极(K)结构。在图20中，每个APR 2006、2007由并联连接的时变电容器CA和时变电阻器RA表示。驱动电路可以为任意数量的APR供电，如图20下部使用虚线所示。
第一开关S1连接在电压源的高压端与第一节点2001之间。第二开关S2连接在第一节点2001与第二节点2002之间；第一电感器L2经由电阻器R2连接在第二节点2002与第三节点2003之间；以及第二电感器L3连接在第三节点2003与公共高压输出2004之间。多个APR中的每一个的阴极都经由它们各自的集成隔离电容器C4以及经由一条或多条传输线连接到公共高压输出，如图20所示。第一电容器C1连接在第一节点2001与电压源的低压端之间，而第二电容器C2连接在第三节点2003与电压源的低压端之间。电压源的低压端还连接到公共地线2005，多个APR 2006、2007中的每一个的阳极都经由各自的传输线连接到公共地线2005。
图21和图22所示的阳极结构包括集成隔离电容器C4，其与驱动电路中的其它电容器相比具有相对较高的电容。阳极结构2101包括第一导电层2101a形式的阳极顶部电极以及第二导电层2101b形式的阳极中间电极。第一和第二导电层2101a、2101b由绝缘电介质2102隔开，并经由导电通路连接，在本实施例中导电通路被提供为导通孔2104。顶部电极和中间电极一起充当等离子体反应器模块中的阳极。阳极结构还包括第三导电层形式的底部电极2103，其通过绝缘电介质2102与第二导电层2101b隔开。第二和第三导电层2101b、2103一起充当集成隔离电容器C4。
驱动电路随时间的运行可分为三个不同的时期，如下：
(1)当空心阴极配置下发生电离生长时，在A-K间隙两端第一次施加高压。
(2)当已经在A-K间隙上建立充分的电离并且导电等离子体开始形成时，过渡到空心阴极放电阶段。
(3)由于电流流动而继续形成等离子体，将本地存储的静电能转换为所形成的等离子体中的能量，在等离子体加热和辐射中耗散，导致高电流驱动阶段结束。
现在将在下文更详细地描述驱动电路作为一个整体的运行，包括隔离电容器C4的功能。应当理解，各种开关的操作可以由合适的控制器来控制，该控制器配置为生成必要的控制信号以在适当的时间断开或闭合每个开关：
1.电流驱动周期以开关S2断开且S1闭合开始，其作用是将电容器C1充电至给定的高电压。
2.当电容器C1充电时，开关S1断开以将其与电压源隔离开，并且S2闭合以通过L2定义的谐振电路将C1中的电荷转移到C2，R2提供所需的阻尼系数。C2的电容设置得低于C1，从而使得能够产生“振铃”增益(即最初存储在C1中的电压增高)。
3.这个为C2充电的过程也将使C4和CA的组合通过隔离电感器L3和传输线充电。与通过传输线的传输时间相比，持续时间较长，传输线同时充当与组合(串联的C4+CA)串联的电感和与组合(串联的C4+CA)并联的电容。
4.由于C4比CA大得多(例如大约大100倍)，因此在C2两端建立的大部分电压将出现在CA两端。
5.A-K电极两端的高电压启动电离生长过程在空心阴极几何构造内开始，最终导致产生从物理阳极表面向空心阴极移动的虚拟阳极，如上所述。
6.虚拟阳极与阴极表面之间距离的减小增加了A-K间隙上的有效电容，从而增加了存储在CA中的静电能。
7.当虚拟阳极穿透到空心阴极孔之外时，电荷倍增迅速增加并且稀等离子体形成，导致开始大量的电流流动。A-K间隙上的等离子体的特征具有电阻特性。
8.随着连续电流的建立，在最初存储在A-K间隙中的静电能的支持下，等离子体电阻迅速降低。
9.随着等离子体电阻的降低，电流增大，因为实际上没有限制电流上升速率的电感元件(简单的RC放电电路)。增大中的电流导致等离子体进一步变热，并因此导致等离子体电阻降低，这反过来导致电流的进一步增大。这种正反馈过程(负电阻)继续快速产生高度电离的等离子体，直到最初存储在A-K间隙上的静电能被完全消耗掉。
10.以上第7点至第9点描述的过程发生在纳秒(ns)时间尺度内，而第2至第3点中的过程发生在数百纳秒的时间尺度内。
11.随着A-K间隙上存储的本地能量被消耗，放电中的驱动电流减小到由C4的通过L3和传输线的充电电流定义的值。该电流大大低于空心阴极放电阶段期间的高驱动电流。等离子体开始冷却，重组过程到来，从而使等离子体返回到高电阻率状态。这种高电阻等离子体减小了通过C4的充电电流，这进一步加速了等离子体的冷却。这个时间点可以被当作表示驱动电流的终止。
12.通过适当地选择电路元件的值，特别是C2、C4的值和传输线长度，以及A-K间隙电容，高电流驱动的终止可以被控制为发生在空心阴极放电过程所产生的高导电等离子体的形成之后所期望的时间点。
13.C4的引入有效地提供了等离子放电过程中的隔离元件。
14.在A-K间隙发生短路的情况下，例如由于机械和/或电气故障，此短路的等效电路是低值电阻，并且此刻通过短路的电流由流过C4的充电电流来定义。通过使C4>>C2，可以将该故障电流限制在较低的值，并且有效地将发生短路的故障模块与并联连接的其余模块隔离开。这就为包括多个等离子体反应器模块(APR)的装置，诸如以上所描述的模块化装置，提供了自隔离、容错设计。
此外，在一些实施例中，诸如图20中所示的那样的电容驱动电路可用于向除APR之外的其它类型的装置供电。类似地，在一些实施例中，包括如图21和图22所示的集成隔离电容器的阳极可用于除APR之外的其它装置中，因此不限于用作APR中的阳极电极。
虽然在此参考附图描述了本发明的某些实施例，但是应当理解，在不脱离所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以进行许多变化和修改。

Claims (25)

1.用于通过瞬态空心阴极放电效应生成等离子体的装置，所述装置包括：
腔室，所述腔室包括气体可以通过其进入所述腔室的入口和所述气体可以通过其离开所述腔室的出口；
设置在所述腔室中的阴极电极，所述阴极电极包括多个空心阴极，每个所述空心阴极包括贯穿厚度的孔，所述气体可以通过所述贯穿厚度孔从所述阴极电极的一侧流到所述阴极电极的另一侧，其中所述装置配置为限定出从所述入口到所述出口的、穿过所述多个空心阴极贯穿厚度孔的气流通路；
与所述阴极间隔开的阳极电极；
电源，所述电源电连接至所述阳极电极和所述阴极电极，用于提供电功率以在所述多个空心阴极处生成等离子体；以及
电源控制器，所述电源控制器配置为在已经发生电击穿之后将所述电功率的功率电平降低到低于维持所述多个空心阴极处的所述等离子体所需的第一功率电平。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电源控制器配置为通过停止向所述阴极和所述阳极提供电功率来降低所述功率电平。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述电源控制器配置为在通过以大于或等于所述第一功率电平的电平提供所述电功率达到预定的一段时间而发生电击穿之后降低功率电平，其中所述预定的一段时间是足够发生电击穿的一段时间。
4.根据权利要求1或2所述的装置，包括：
用于检测指示电击穿的发生的特征的元件，
其中，所述电源控制器配置为响应于检测到指示所述电击穿的发生的所述特征而将所述电功率的所述功率电平降低到低于所述第一功率电平。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述特征包括电流和/或电压的变化。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述电源控制器配置为控制所述电源将所述电功率作为电压脉冲序列间歇地提供，并且配置为根据气体通过所述腔室的流速来设定所述电压脉冲的频率。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述入口和所述出口设置在所述阴极电极的相反侧上。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述腔室配置为使得气体只能经由所述多个空心阴极从所述阴极电极的一侧流到另一侧。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述阳极电极设置在所述阴极电极的与所述入口相反的一侧上。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述阳极电极被布置成形成延伸跨过所述阴极电极的与所述阳极电极相对的面的整体或部分的气流屏障，使得离开所述空心阴极的气体被所述阳极电极偏转从而旁侧地流过所述阴极电极的所述面。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述阳极电极与所述阴极电极之间的间隔距离设定为，使得在所述阳极电极与所述阴极电极之间的间隙中旁侧流动的气流的阻力低于穿过所述多个空心阴极的气流的阻力，使得穿过所述腔室的气流的速率取决于穿过所述多个空心阴极的气流的所述阻力。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的装置，其中，所述阳极电极与所述阴极电极之间的间隔距离设定为，使得在所述阳极电极与所述阴极电极之间的间隙中旁侧流动的气流的阻力高于穿过所述多个空心阴极的气流的阻力。
13.根据前述权利要求中任一项所述的装置，包括：
设置在所述阳极电极与所述阴极电极之间的电绝缘层或电半绝缘层，以在发生电击穿后限制递送到所述等离子体的能量的量。
14.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，在使用中，所述装置能够在所述腔室中的所述气体处于大气压力时生成所述等离子体。
15.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述多个空心阴极排列成多个空心阴极组，并且所述阴极电极包括多个导电通路，所述导电通路中的每一个将一个组内的所述空心阴极彼此连接起来，用于向所述空心阴极组提供电功率，并且其中，相邻组的所述空心阴极通过电绝缘区域彼此间隔开。
16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述多个空心阴极成多行地排列在所述阴极电极上，其中，一个组包括位于一行上的多个空心阴极，并且相邻组包括位于相邻行上的多个空心阴极。
17.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，每个空心阴极的内表面包括对生物样本有毒的材料的涂层。
18.根据权利要求17所述的装置，其中，所述材料包括金、银、钯和/或铜。
19.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述电源是电容驱动电路，所述电容驱动电路包括：
具有高压端和低压端的电压源；
连接在所述高压端与第一节点之间的第一开关；
连接在所述第一节点与第二节点之间的第二开关；
经由电阻器连接在所述第二节点与第三节点之间的第一电感器；
连接在所述第三节点与高压输出之间的第二电感器，其中所述高压输出连接到所述阴极电极；
连接在所述第一节点与所述低压端之间的第一电容器；以及
连接在所述第三节点与所述低压端之间的第二电容器，
其中，所述低压端进一步连接到所述阳极电极。
20.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述阳极电极包括集成隔离电容器，所述阳极电极包括：
呈第一导电层形式的顶部电极；
呈第二导电层形式的中间电极，所述第一和第二导电层被绝缘电介质隔开并且经由穿过所述绝缘电介质的导电通路彼此连接；和
呈第三导电层形式的底部电极，所述第三导电层通过所述绝缘电介质与所述第二导电层隔开，
其中，所述第二和第三导电层一起用作所述集成隔离电容器。
21.一种模块化装置，包括：
多个等离子体反应器模块，每个等离子体反应器模块包括根据前述权利要求中任一项所述的装置。
22.根据权利要求21所述的模块化装置，其中，所述等离子体反应器模块中的两个或更多个串联连接，使得离开所述等离子体反应器模块当中的一个的出口的气体随后进入串联中的所述等离子体反应器模块当中的下一个的入口。
23.根据权利要求22所述的模块化装置，其中，如此选择串联连接的所述等离子体反应器模块的数量，以实现在穿过所述多个等离子体反应器模块后离开所述模块化装置的气体的期望特征。
24.根据权利要求21、22或23所述的模块化装置，其中，所述等离子体反应器模块中的两个或更多个并联连接，以限定穿过所述模块化装置的多个气流路径，使得进入所述模块化装置的气体在所述多个气流路径间被分配，并且沿着各个气流路径流动的一部分气体在离开所述模块化装置之前必须仅穿过并联连接的所述等离子体反应器模块中的相应的一个。
25.根据权利要求24所述的模块化装置，其中，如此选择并联连接的所述等离子体反应器模块的数量，以实现穿过所述模块化装置的气流的期望速率。
CN202180082970.9A 2020-10-14 2021-10-14 等离子体生成装置 Pending CN116569657A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FRFR2010519 2020-10-14
FR2010519A FR3115180B1 (fr) 2020-10-14 2020-10-14 Appareil de génération de plasma
PCT/EP2021/078523 WO2022079203A1 (en) 2020-10-14 2021-10-14 Plasma generating apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116569657A true CN116569657A (zh) 2023-08-08

Family

ID=76375089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180082970.9A Pending CN116569657A (zh) 2020-10-14 2021-10-14 等离子体生成装置

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20230386797A1 (zh)
EP (1) EP4260664A1 (zh)
JP (1) JP2023551617A (zh)
CN (1) CN116569657A (zh)
BR (1) BR112023011748A2 (zh)
FR (1) FR3115180B1 (zh)
WO (1) WO2022079203A1 (zh)
ZA (1) ZA202305266B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115020177B (zh) * 2022-05-11 2023-04-28 北京科技大学 一种气相沉积空心阴极复合电极涡旋气体输入装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE9403988L (sv) * 1994-11-18 1996-04-01 Ladislav Bardos Apparat för alstring av linjär ljusbågsurladdning för plasmabearbetning
DE19722624C2 (de) * 1997-05-30 2001-08-09 Je Plasmaconsult Gmbh Vorrichtung zur Erzeugung einer Vielzahl von Niedertemperatur-Plasmajets
SE516722C2 (sv) * 1999-04-28 2002-02-19 Hana Barankova Förfarande och apparat för plasmabehandling av gas
KR100507334B1 (ko) * 2003-02-20 2005-08-08 위순임 대기압 프라즈마 가속장치
KR101092881B1 (ko) * 2010-01-14 2011-12-12 한국과학기술원 축전 결합 플라즈마 발생 장치 및 축전 결합 플라즈마 발생 방법
CN103493602B (zh) * 2011-07-14 2016-06-08 株式会社岛津制作所 等离子体处理装置
US9685297B2 (en) * 2012-08-28 2017-06-20 Advanced Energy Industries, Inc. Systems and methods for monitoring faults, anomalies, and other characteristics of a switched mode ion energy distribution system
EP3054472A1 (en) * 2015-02-03 2016-08-10 TRUMPF Huettinger Sp. Z o. o. Arc treatment device and method therefor

Also Published As

Publication number Publication date
ZA202305266B (en) 2023-12-20
EP4260664A1 (en) 2023-10-18
BR112023011748A2 (pt) 2023-12-26
US20230386797A1 (en) 2023-11-30
JP2023551617A (ja) 2023-12-11
FR3115180B1 (fr) 2022-11-04
WO2022079203A1 (en) 2022-04-21
FR3115180A1 (fr) 2022-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112007003640B4 (de) Vorrichtung zur Erzeugung eines Plasmas mittels einer dielektrischen Barrierenentladung
CN101150909B (zh) 等离子体约束装置
KR101419975B1 (ko) 음이온 플라즈마를 생성하는 처리 시스템 및 중성빔 소스
JP4097695B2 (ja) 平行イオン光学素子および高電流低エネルギイオンビーム装置
KR100674270B1 (ko) 플라즈마 처리 장치 및 그 배플판
US20030190012A1 (en) Arrangement for the suppression of particle emission in the generation of radiation based on hot plasma
US20100170440A9 (en) Surface treatment apparatus
DE60124239T2 (de) Elektrodenvorrichtung für einen Plasmareaktor
JP2008166822A (ja) 中性ビームを用いるエッチング装置
KR20080048541A (ko) 기판에서 불소계 폴리머를 제거하기 위한 장치 및 그를위한 방법
KR20140086928A (ko) 플라즈마 챔버 내에 고이온화 플라즈마의 생성 방법 및 장치
CN116569657A (zh) 等离子体生成装置
JP5141732B2 (ja) イオン源電極のクリーニング方法
KR20160140486A (ko) 멀티-층 세라믹 제조 기법들을 사용한 라이트업 방지
CN105903321B (zh) 一种低能耗低温等离子气体反应装置
US6451252B1 (en) Odor removal system and method having ozone and non-thermal plasma treatment
WO2016131111A1 (en) Thruster
JP6419078B2 (ja) 複数のプラズマ源部を備えたイオン注入装置
WO2007059012A2 (en) Enhanced plasma filter
JP2009505342A (ja) プラズマ発生装置及びプラズマ発生方法
CN109429419A (zh) 一种新型介质阻挡等离子体发生装置
KR20120106737A (ko) 플라즈마 처리 장치
CN108615670B (zh) 具有防吸附粉末装置的排气模块以及等离子洗涤装置
JPS6363106B2 (zh)
CN1011933B (zh) 磁控管气体放电处理装置和方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 40100056

Country of ref document: HK