CN118102567B - 一种等离子体温度密度光学测试校准装置及校准方法 - Google Patents
一种等离子体温度密度光学测试校准装置及校准方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118102567B CN118102567B CN202410357581.8A CN202410357581A CN118102567B CN 118102567 B CN118102567 B CN 118102567B CN 202410357581 A CN202410357581 A CN 202410357581A CN 118102567 B CN118102567 B CN 118102567B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- plasma
- vacuum tank
- calibration
- propeller
- spectrometer
- 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.)
- Active
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 27
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 12
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 5
- 238000001739 density measurement Methods 0.000 claims description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 16
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000004993 emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
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
- H05H1/0006—Investigating plasma, e.g. measuring the degree of ionisation or the electron temperature
- H05H1/0012—Investigating plasma, e.g. measuring the degree of ionisation or the electron temperature using electromagnetic or particle radiation, e.g. interferometry
- H05H1/0018—Details
-
- 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
- H05H1/0006—Investigating plasma, e.g. measuring the degree of ionisation or the electron temperature
- H05H1/0012—Investigating plasma, e.g. measuring the degree of ionisation or the electron temperature using electromagnetic or particle radiation, e.g. interferometry
- H05H1/0037—Investigating plasma, e.g. measuring the degree of ionisation or the electron temperature using electromagnetic or particle radiation, e.g. interferometry by spectrometry
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
本发明提出了一种等离子体温度密度光学测试校准装置及校准方法，属于航天等离子体光学测试校准领域，包括校准装置包括光谱仪、光学探头和ECR等离子体源，ECR等离子体源包括微波源、微波传输系统、微波反应腔和等离子体负载，微波传输系统包括三销钉调配器和三端环形器，三端环形器的一端与微波源相连，另一端与三销钉调配器相连，三端环形器侧面与等离子体负载相连，三销钉调配器与等离子体放电室相连，等离子体放电室上设置有进气口，等离子体放电室与第一真空罐连接，光学探头设置在第一真空罐或第二真空罐内，光学探头与光谱仪相连；本发明的等离子体温度密度光学测试校准解决了等离子体温度密度难以测量校准的问题。
Description
技术领域
本发明属于航天等离子体光学测试校准技术领域，具体地，涉及一种等离子体温度密度光学测试校准装置及校准方法。
背景技术
随着真空环境下的等离子体发生器在微纳卫星微机电系统(MEMS)刻蚀加工、空间等离子体环境模拟试验、等离子体电推进等国防科技工业领域内得到广泛应用，上述任务的研制、生产、试验均需要对等离子体参数加以准确测量与控制。等离子体温度和等离子体密度特征参数是等离子体应用过程中最重要的考核指标之一。
现有技术中，最常用的等离子体温度与密度的测量方法是接触式的静电探针法和非接触式的发射光谱法，光谱诊断作为一种非接触式测试手段，可以避免对推进器放电过程造成干扰，不受高能粒子轰击及电磁场干扰，是获取电推进羽流等离子体电子温度和离子密度的重要手段。
当前，光谱诊断在推进器研制中得到应用，但光谱诊断因为发展时间比较短，相关设备获取难度比较高，其对于结果的分析理论相对比较不充分。导致其结果缺乏校准，准确度难以评定，限制了该方法在测量等离子体温度密度中的应用。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种等离子体温度密度光学测试校准装置及校准方法，以解决等离子体温度与密度难以测量校准的问题。
本发明通过以下技术方案实现：
一种等离子体温度密度光学测试校准装置：
所述校准装置包括光谱仪校准模块和推进器校准模块；
所述光谱仪校准模块用于对光谱仪10测量等离子体温度与密度的溯源校准；光谱仪校准模块包括光谱仪10、ECR等离子体源供气单元11、光学探头12、ECR等离子体源13和第一真空罐14；所述ECR等离子体源13包括微波源5、微波传输系统、微波反应腔和等离子体负载；
所述推进器校准模块用于对推进器9等离子体温度密度测量进行溯源校准，推进器校准模块包括推进器供电单元7，推进器供气单元8，推进器9，光谱仪10和第二真空罐15；
所述光学探头12能够设置在第一真空罐14或第二真空罐15内，所述光学探头12与光谱仪10相连。
进一步地，所述微波源5包括激励器、磁控管和供电电源，所述供电电源与磁控管相连，所述磁控管下方连接到激励器上，所述激励器的另一端与三端环形器4相连。
进一步地，所述微波传输系统包括三销钉调配器3和三端环形器4，所述三端环形器4的一端与微波源5相连，另一端与三销钉调配器3相连，所述三端环形器4侧面与等离子体负载相连，
所述微波反应腔包括等离子体放电室2和进气口6，所述三销钉调配器3与等离子体放电室2相连，所述等离子体放电室2上设置有进气口6，所述进气口6与ECR等离子体源供气单元11相连，所述等离子体放电室2与第一真空罐14连接；
所述等离子体负载为水负载。
进一步地，所述等离子体放电室2通过法兰接口1与第一真空罐14连接；所述法兰接口1与第一真空罐14连接处采用刀口密封。
进一步地，所述推进器9设置在第二真空罐15内，推进器9与推进器供电单元7和推进器供气单元8相连。
一种等离子体温度密度光学测试校准装置的校准方法：
所述方法具体包括以下步骤：
步骤1：将ECR等离子体源13与第一真空罐14连接后送至实验室，通过实验室标准等级的测量设备对校准装置进行校准，调节在不同气流和电压条件下的等离子体密度，确定校准标准，将校准装置带至测量现场；
步骤2：将第一真空罐14抽真空至设定气压以下，启动ECR等离子体源供气单元11给与ECR等离子体源13一定气流流量的工质气体，同时启动电源给与ECR等离子体源13一定电压，调节气流和电压，使气流流量、引出电压与将测量的推进器9气流及电压一致，启动光谱仪10，将光学探头12连接至第一真空罐14，利用光学探头12得到工质气体的谱线强度，通过谱线强度计算得到谱线比，通过谱线比计算的到离子密度；
步骤3：将步骤2中计算得到的离子密度与步骤1中得到的校准标准进行比对，对当前工况下光谱仪10的测量等离子体密度的误差评估，实现对光谱仪10测量等离子体密度的溯源校准；
步骤4：将第二真空罐15抽真空至设定气压以下，对推进器9进行点火，待推进器9运行稳定后，将光学探头12连接至第二真空罐15中，启动光谱仪10，测量第二真空罐15中等离子体密度，通过步骤3中得到的光谱仪10测量等离子体密度的溯源校准结果，对当前工况下推进器9等离子体密度测量进行溯源校准。
进一步地，在步骤1中，确定校准标准的过程为：不断调节ECR等离子体源13的气流流量与引出电压，当发现气流流量与引出电压增加到一定范围之内后，再次增加气流流量与引出电压，当工质气体的谱线强度变换率在百分之一以内时，ECR等离子体源13达到稳定的状态，具有稳定的等离子体密度，将此时ECR等离子体源13状态作为校准标准；
所述工质气体为氙工质。
进一步地，在步骤2中分别利用两个光学探头12检测两个波长工质气体的谱线强度I 1和I 2，将谱线强度I 1和I 2带入式(1)计算得到谱线比R，
(1)；
将谱线比R带入式(2)计算得到离子密度n i，
(2)；
第一真空罐14和第二真空罐15内抽真空的气压为10-3Pa及以下。
一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。
本发明有益效果
本发明能够实现对测量等离子体温度密度的光谱仪进行校准，使其测量结果能够溯源至国家标准，保证结果的准确性和可溯源性。
通过设计一个小型的ECR等离子体源，将其放入一个真空罐中。启动ECR等离子体源，不断增加微波功率。因为小型ECR等离子体源具有温度锁定效应，当气流流量固定时，离子温度为一确定值。ECR等离子体源的气流流量可以精确控制，因此可以将稳定气流流量的ECR等离子体源具有稳定的离子温度。不断增加工质气流流量，接着增加微波功率。
因为小型ECR等离子体源具有饱和效应，当气流流量和微波功率增加到一定程度，其离子密度不再发生变化，便可视为可以具有稳定的离子密度。因此可以通过实验室标准等级的测量设备对该小型ECR等离子体源进行校准后，便可以将该小型ECR等离子体源带到测量现场对测量等离子体的光谱仪进行校准，实现等离子体温度密度光学测试校准。
附图说明
图1为本发明所述的一种等离子体温度与密度光学测试校准装置的校准方法流程图；
图2为本发明所述的ECR等离子体源结构示意图；
图3为本发明所述的一种等离子体温度密度光学测试校准装置结构示意图。
其中，1-法兰接口，2-等离子体放电室，3-三销钉调配器，4-三端环形器，5-微波源，6-进气口，7-推进器供电单元，8-推进器供气单元，9-推进器，10-光谱仪，11-ECR等离子体源供气单元，12-光学探头，13-ECR等离子体源，14-第一真空罐，15-第二真空罐。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种等离子体温度密度光学测试校准装置：
所述校准装置包括光谱仪校准模块和推进器校准模块；
所述光谱仪校准模块用于对光谱仪10测量等离子体温度与密度的溯源校准；光谱仪校准模块包括光谱仪10、ECR等离子体源供气单元11、光学探头12、ECR等离子体源13和第一真空罐14；所述ECR等离子体源13包括微波源5、微波传输系统、微波反应腔和等离子体负载；
所述推进器校准模块用于对推进器9等离子体温度密度测量进行溯源校准，推进器校准模块包括推进器供电单元7，推进器供气单元8，推进器9，光谱仪10和第二真空罐15；
所述光学探头12能够设置在第一真空罐14或第二真空罐15内，所述光学探头12与光谱仪10相连。
所述微波源5包括激励器、磁控管和供电电源，所述供电电源与磁控管相连，所述磁控管下方连接到激励器上，所述激励器的另一端与三端环形器4相连。
所述微波传输系统包括三销钉调配器3和三端环形器4，所述三端环形器4的一端与微波源5相连，另一端与三销钉调配器3相连，所述三端环形器4侧面与等离子体负载相连，
所述微波反应腔包括等离子体放电室2和进气口6，所述三销钉调配器3与等离子体放电室2相连，所述等离子体放电室2上设置有进气口6，所述进气口6与ECR等离子体源供气单元11相连，所述等离子体放电室2与第一真空罐14连接；
所述等离子体负载为水负载。
所述等离子体放电室2通过法兰接口1与第一真空罐14连接；
所述法兰接口1与第一真空罐14连接处采用刀口密封。
所述推进器9设置在第二真空罐15内，推进器9与推进器供电单元7和推进器供气单元8相连。
一种根据等离子体温度密度光学测试校准装置的校准方法：
所述方法具体包括以下步骤：
步骤1：将ECR等离子体源13与第一真空罐14连接后送至实验室，通过实验室标准等级的测量设备对校准装置进行校准，调节在不同气流和电压条件下的等离子体密度，确定校准标准，将校准装置带至测量现场；
在步骤1中，确定校准标准的过程为：不断调节ECR等离子体源13的气流流量与引出电压，当发现气流流量与引出电压增加到一定范围之内后，再次增加气流流量与引出电压，当工质气体的谱线强度变换率在百分之一以内时，ECR等离子体源13达到稳定的状态，具有稳定的等离子体密度，将此时ECR等离子体源13状态作为校准标准；
步骤2：将第一真空罐14抽真空至设定气压以下，启动ECR等离子体源供气单元11给与ECR等离子体源13一定气流流量的工质气体，同时启动电源给与ECR等离子体源13一定电压，调节气流和电压，使气流流量、引出电压与将测量的推进器9气流及电压一致，启动光谱仪10，将光学探头12连接至第一真空罐14，利用光学探头12得到工质气体的谱线强度，通过谱线强度计算得到谱线比，通过谱线比计算的到离子密度；
所述工质气体为氙工质。
在步骤2中分别利用两个光学探头12检测两个波长工质气体的谱线强度I 1和I 2，将谱线强度I 1和I 2带入式(1)计算得到谱线比R，
(1)；
将谱线比R带入式(2)计算得到离子密度n i，
(2)。
步骤3：将步骤2中计算得到的离子密度与步骤1中得到的校准标准进行比对，对当前工况下光谱仪10的测量等离子体密度的误差评估，实现对光谱仪10测量等离子体密度的溯源校准；
步骤4：将第二真空罐15抽真空至设定气压以下，对推进器9进行点火，待推进器9运行稳定后，将光学探头12连接至第二真空罐15中，启动光谱仪10，测量第二真空罐15中等离子体密度，通过步骤3中得到的光谱仪10测量等离子体密度的溯源校准结果，对当前工况下推进器9等离子体密度测量进行溯源校准。
第一真空罐14和第二真空罐15内抽真空的气压为10-3Pa及以下。
一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。
本申请实施例中的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器read only memory，ROM、可编程只读存储器programmable ROM，PROM、可擦除可编程只读存储器erasablePROM，EPROM、电可擦除可编程只读存储器electrically EPROM，EEPROM或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器random access memory，RAM，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM 可用，例如静态随机存取存储器static RAM，SRAM、动态随机存取存储器dynamic RAM，DRAM、同步动态随机存取存储器synchronous DRAM，SDRAM、双倍数据速率同步动态随机存取存储器double data rate SDRAM，DDR SDRAM、增强型同步动态随机存取存储器enhanced SDRAM，ESDRAM、同步连接动态随机存取存储器synchlink DRAM，SLDRAM和直接内存总线随机存取存储器direct rambus RAM，DR RAM。应注意，本发明描述的方法的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线例如同轴电缆、光纤、数字用户线digital subscriber line，DSL或无线例如红外、无线、微波等方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质例如，软盘、硬盘、磁带、光介质例如，高密度数字视频光盘digital video disc，DVD、或者半导体介质例如，固态硬盘solid state disc，SSD等。
在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软 件形式的指令完成。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。
应注意，本申请实施例中的处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。在实现过程中，上述方法实施例的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器、数字信号处理器DSP、专用集成电路ASIC、现场可编程门阵列FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
以上对本发明所提出的一种等离子体温度密度光学测试校准装置及校准方法，进行了详细介绍，对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种等离子体温度密度光学测试校准装置，其特征在于：
所述校准装置包括光谱仪校准模块和推进器校准模块；
所述光谱仪校准模块用于对光谱仪（10）测量等离子体温度与密度的溯源校准；光谱仪校准模块包括光谱仪（10）、ECR等离子体源供气单元（11）、光学探头（12）、ECR等离子体源（13）和第一真空罐（14）；所述ECR等离子体源（13）包括微波源（5）、微波传输系统、微波反应腔和等离子体负载；
所述推进器校准模块用于对推进器（9）等离子体温度密度测量进行溯源校准，推进器校准模块包括推进器供电单元（7），推进器供气单元（8），推进器（9），光谱仪（10）和第二真空罐（15）；
所述光学探头（12）能够设置在第一真空罐（14）或第二真空罐（15）内，所述光学探头（12）与光谱仪（10）相连。
2.根据权利要求1所述的校准装置，其特征在于：
所述微波源（5）包括激励器、磁控管和供电电源，所述供电电源与磁控管相连，所述磁控管下方连接到激励器上，所述激励器的另一端与三端环形器（4）相连。
3.根据权利要求2所述的校准装置，其特征在于：
所述微波传输系统包括三销钉调配器（3）和三端环形器（4），所述三端环形器（4）的一端与微波源（5）相连，另一端与三销钉调配器（3）相连，所述三端环形器（4）侧面与等离子体负载相连，
所述微波反应腔包括等离子体放电室（2）和进气口（6），所述三销钉调配器（3）与等离子体放电室（2）相连，所述等离子体放电室（2）上设置有进气口（6），所述进气口（6）与ECR等离子体源供气单元（11）相连，所述等离子体放电室（2）与第一真空罐（14）连接；
所述等离子体负载为水负载。
4.根据权利要求3所述的校准装置，其特征在于：
所述等离子体放电室（2）通过法兰接口（1）与第一真空罐（14）连接；
所述法兰接口（1）与第一真空罐（14）连接处采用刀口密封。
5.根据权利要求4所述的校准装置，其特征在于：
所述推进器（9）设置在第二真空罐（15）内，推进器（9）与推进器供电单元（7）和推进器供气单元（8）相连。
6.一种根据权利要求1至5中任意一项所述的等离子体温度密度光学测试校准装置的校准方法，其特征在于：
所述方法具体包括以下步骤：
步骤1：将ECR等离子体源（13）与第一真空罐（14）连接后送至实验室，通过实验室标准等级的测量设备对校准装置进行校准，调节在不同气流和电压条件下的等离子体密度，确定校准标准，将校准装置带至测量现场；
步骤2：将第一真空罐（14）抽真空至设定气压以下，启动ECR等离子体源供气单元（11）给与ECR等离子体源（13）一定气流流量的工质气体，同时启动电源给与ECR等离子体源（13）一定电压，调节气流和电压，使气流流量、引出电压与将测量的推进器（9）气流及电压一致，启动光谱仪（10），将光学探头（12）连接至第一真空罐（14），利用光学探头（12）得到工质气体的谱线强度，通过谱线强度计算得到谱线比，通过谱线比计算的到离子密度；
步骤3：将步骤2中计算得到的离子密度与步骤1中得到的校准标准进行比对，对当前工况下光谱仪（10）的测量等离子体密度的误差评估，实现对光谱仪（10）测量等离子体密度的溯源校准；
步骤4：将第二真空罐（15）抽真空至设定气压以下，对推进器（9）进行点火，待推进器（9）运行稳定后，将光学探头（12）连接至第二真空罐（15）中，启动光谱仪（10），测量第二真空罐（15）中等离子体密度，通过步骤3中得到的光谱仪（10）测量等离子体密度的溯源校准结果，对当前工况下推进器（9）等离子体密度测量进行溯源校准。
7.根据权利要求6所述校准方法，其特征在于：
在步骤1中，确定校准标准的过程为：不断调节ECR等离子体源（13）的气流流量与引出电压，当发现气流流量与引出电压增加到一定范围之内后，再次增加气流流量与引出电压，当工质气体的谱线强度变换率在百分之一以内时，ECR等离子体源（13）达到稳定的状态，具有稳定的等离子体密度，将此时ECR等离子体源（13）状态作为校准标准；
所述工质气体为氙工质。
8.根据权利要求6所述校准方法，其特征在于：
在步骤2中分别利用两个光学探头（12）检测两个波长工质气体的谱线强度I 1和I 2，将谱线强度I 1和I 2带入式(1)计算得到谱线比R，
(1)；
将谱线比R带入式(2)计算得到离子密度n i，
(2)；
第一真空罐（14）和第二真空罐（15）内抽真空的气压为10-3Pa及以下。
9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求6至8中任意一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时实现权利要求6至8中任意一项所述方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410357581.8A CN118102567B (zh) | 2024-03-27 | 2024-03-27 | 一种等离子体温度密度光学测试校准装置及校准方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410357581.8A CN118102567B (zh) | 2024-03-27 | 2024-03-27 | 一种等离子体温度密度光学测试校准装置及校准方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118102567A CN118102567A (zh) | 2024-05-28 |
| CN118102567B true CN118102567B (zh) | 2024-09-06 |
Family
ID=91150504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410357581.8A Active CN118102567B (zh) | 2024-03-27 | 2024-03-27 | 一种等离子体温度密度光学测试校准装置及校准方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN118102567B (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105122042A (zh) * | 2013-03-13 | 2015-12-02 | 拉多姆公司 | 使用介质谐振器的微波等离子体谱仪 |
| CN105744711A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-07-06 | 中国人民解放军装甲兵工程学院 | 一种热电离等离子体生成测试装置及其密度测试和控制方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201096521Y (zh) * | 2007-11-06 | 2008-08-06 | 南京理工大学 | 非接触式等离子体温度和电子密度测量装置 |
| US9215789B1 (en) * | 2014-05-20 | 2015-12-15 | King Abdulaziz City For Science And Technology | Hybrid plasma source |
| CN117425260B (zh) * | 2023-12-19 | 2024-04-19 | 哈尔滨工业大学 | 等离子体推进器羽流激发态离子速度分布的光谱监测方法 |
-
2024
- 2024-03-27 CN CN202410357581.8A patent/CN118102567B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105122042A (zh) * | 2013-03-13 | 2015-12-02 | 拉多姆公司 | 使用介质谐振器的微波等离子体谱仪 |
| CN105744711A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-07-06 | 中国人民解放军装甲兵工程学院 | 一种热电离等离子体生成测试装置及其密度测试和控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN118102567A (zh) | 2024-05-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108761241B (zh) | 一种射频同轴连接器的非线性效应建模方法 | |
| US11047879B2 (en) | Probe systems and methods | |
| US20140118004A1 (en) | Measurement Structure for Radio Frequency Scattering Parameter Measurement Applying Two Calibrators and Calibration Method Thereof | |
| CN110598254B (zh) | 基于平移因子的变压器固体绝缘频域介电谱温度校正方法 | |
| CN110018361B (zh) | 一种相控阵天线增益噪声温度比值测量方法及系统 | |
| CN114755558A (zh) | 射频芯片的数据补偿方法 | |
| KR101144241B1 (ko) | 개방형 동축선로를 이용한 유전율 측정 방법 | |
| CN117425260A (zh) | 等离子体推进器羽流激发态离子速度分布的光谱监测方法 | |
| CN109060759B (zh) | 基于拉曼光谱测试技术的半导体薄膜热导率分析方法 | |
| CN109302789A (zh) | 适用于不同气压Ar射流等离子体的电子密度的连续光谱绝对强度诊断方法 | |
| CN118102567B (zh) | 一种等离子体温度密度光学测试校准装置及校准方法 | |
| CN112578840B (zh) | 一种利用温度校准基准电压的方法、系统及存储介质 | |
| CN107991536A (zh) | 一种频域介电响应测试的温度校正方法及设备 | |
| Sakamaki et al. | Improvement of on‐wafer measurement accuracy with RF signal detection technique at millimetre‐wave frequencies | |
| Liu et al. | Long-term repeatability improvement using beam intensity distribution for laser-induced breakdown spectroscopy | |
| CN117460140A (zh) | 一种等离子体时空分布的高速自适应光电联合监测方法 | |
| CN117129371A (zh) | 面密度测量仪的标定方法、装置和可读存储介质 | |
| CN114238845B (zh) | 晶圆测量中薄膜厚度测量气流传感器温度补偿校正方法 | |
| CN112098502A (zh) | 利用多离子峰标定离子迁移谱仪的检测方法 | |
| CN111257812A (zh) | 基于矢量网络分析仪测量不确定度二阶段评估方法 | |
| CN102539934A (zh) | 一种天线罩材料介电常数和损耗角正切参数的测试方法 | |
| CN106353589A (zh) | 一种耦合检波器 | |
| CN101546129B (zh) | 一种采用侧壁角监控曝光装置的方法 | |
| CN1851420B (zh) | 一种等离子体内电子温度测量装置 | |
| CN113960256A (zh) | 一种含水仪的温度补偿方法 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |