DE102012013418A1 - Generating device i.e. plasma-jet source, for generating scalable linear plasma in e.g. vacuum atmospheric pressures, has plasma reactor comprising contour with side surfaces, and slot antennas arranged along longitudinal axis of reactor - Google Patents

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Abstract

The device has a microwave generator connected with a cuboid shaped plasma reactor (5) i.e. water- or air cooled plasma reactor, over a channel structure and slot antennas (6). A high frequency generator (1) e.g. magnetron, is connected with the slot antennas attached to the reactor over a circulator (2) i.e. water load, a high-frequency tuner (3) and H-shaped branches and/or parallel branches (4) and/or functionally identical components. The reactor comprises an outer contour with planar side surfaces, and the slot antennas are arranged along a longitudinal axis of the reactor.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines skalierbaren linearen Plasmas im Vakuum oder unter Atmosphärendruck mit mindestens einem Mikrowellengenerator, der über Kanalstrukturen und Schlitzantennen mit einem Plasmareaktor in Wirkverbindung steht.The invention relates to a device for generating a scalable linear plasma in vacuum or under atmospheric pressure with at least one microwave generator, which is connected via channel structures and slot antennas with a plasma reactor in operative connection.

Plasmastrahlquellen werden für verschiedenartige technische Anwendungen eingesetzt, beispielsweise zur lokalen Behandlung von Oberflächen durch Reinigen oder Beschichten Ein skalierbares Plasma erhöht die Effizienz der Beschichtung. Nachdem die Plasmastrahlen zunächst überwiegend unter technisch aufwändigen Vakuumbedingungen genutzt worden sind, werden zunehmend auch Plasmareaktoren zur Erzeugung eines Plasmas im atmosphärischen Bereich verwendet.Plasma jet sources are used for a variety of engineering applications, such as the local treatment of surfaces by cleaning or coating. A scalable plasma increases the efficiency of the coating. After the plasma jets were initially used mainly under technically complex vacuum conditions, plasma reactors are increasingly being used to generate a plasma in the atmospheric region.

In DE 195 03 205 C1 wird ein linearer Plasmareaktor beschrieben, bei dem in einen stabförmigen Leiter, der sich unter Niederdruck befindet, beidseitig elektromagnetische Wechselfelder eingekoppelt werden. Durch die Ausführung dieses Plasmareaktors als stabförmiger Leiter und durch die beidseitige Energiezufuhr ist eine Erzeugung eines nicht begrenzten lineareren Plasmas jedoch nicht möglich.In DE 195 03 205 C1 describes a linear plasma reactor in which electromagnetic alternating fields are coupled on both sides in a rod-shaped conductor which is under low pressure. By carrying out this plasma reactor as a rod-shaped conductor and the two-sided energy supply, however, a generation of an unrestricted more linear plasma is not possible.

DE 42 35 914 A1 beschreibt einen kreisförmig gestalteten Plasmareaktor, der von einem Mikrowellengenerator gespeist wird. Der Plasmareaktor ist als Hohlleiterresonator (Ringresonator) ausgeführt. Die Einkopplung des Plasmas erfolgt über ringförmig in der Reaktorwand ausgestaltete Schlitzantennen. Mit diesem Plasmareaktor ist die Erzeugung eines ringförmigen Niederdruckplasmas möglich. Allerdings kann durch die Ausführung des Plasmareaktors als Hohlleiterresonator nur ein begrenzt großes Plasma erzeugt werden, dessen Größe von der Wellenlänge des μ-Wellenreaktors abhängig ist. DE 42 35 914 A1 describes a circular shaped plasma reactor powered by a microwave generator. The plasma reactor is designed as a waveguide resonator (ring resonator). The coupling of the plasma takes place via annularly configured in the reactor wall slot antennas. With this plasma reactor, the generation of a ring-shaped low-pressure plasma is possible. However, by virtue of the design of the plasma reactor as a waveguide resonator, only a limited-size plasma can be generated whose size depends on the wavelength of the μ-wave reactor.

Aus DE 198 02 971 C2 ist ein weiterer kreisförmiger Plasmareaktor bekannt, der ebenfalls von einem Mikrowellengenerator gespeist wird. Dieser Plasmareaktor ist als Resonator ausgeführt. Dabei erfolgt die Einkopplung des Plasmas ringförmig über einen umlaufenden Schlitz, welcher das Ober- und Unterteil des Reaktors trennt. Mit diesem Reaktor kann ein ringförmiges Plasmas im Vakuum erzeugt werden. Allerdings ist auch hier durch die Ausführung des Plasmareaktors als Hohlleiterresonator (Ringresonator) nur ein begrenzt großes Plasma, welches von der Wellenlänge des μ-Wellenreaktors abhängt, erzeugbar.Out DE 198 02 971 C2 is another circular plasma reactor is known, which is also powered by a microwave generator. This plasma reactor is designed as a resonator. The coupling of the plasma takes place annularly over a circumferential slot which separates the upper and lower part of the reactor. With this reactor, an annular plasma can be generated in a vacuum. However, here too, only a limited-sized plasma, which depends on the wavelength of the μ-wave reactor, can be generated by the design of the plasma reactor as waveguide resonator (ring resonator).

DE 10 2008 062 619 A1 betrifft einen nicht rotationssymmetrischer Plasmareaktor, der mindestens aus zwei Einheiten besteht, die mit jeweils mindestens einem Magnetron als μ-Wellengenerator mit einer dazugehörenden Schlitzantenne versehen sind. Dieser Plasmareaktor ist in einer Rechteckkontur ausgestaltet und als Resonator ausgeführt. Er wird beispielsweise mit sechs Mikrowellenquellen betrieben. Das Zuschalten der Quellen untereinander erfolgt im alternierenden Pulsverfahren. Die Anzahl und die Anordnung der Schlitzantennen über den Längsseiten des Reaktors und die daraus resultierenden Moden der μ-Wellenstrahlung in der Plasmakammer ermöglichen in vorteilhafter Weise eine Erzeugung und Skalierung von Plasma in nahezu unbegrenzter Längsrichtung. Nachteilig sind allerdings die große Anzahl an Einspeiseeinheiten und die freie sowie nicht phasengleiche Einkopplung der verschiedenen μ-Wellenleistungen in den Plasmareaktor bei großen Ausdehnungen. DE 10 2008 062 619 A1 relates to a non-rotationally symmetric plasma reactor, which consists of at least two units, which are each provided with at least one magnetron as a μ-wave generator with an associated slot antenna. This plasma reactor is designed in a rectangular contour and designed as a resonator. It is operated, for example, with six microwave sources. The connection of the sources with each other takes place in an alternating pulse method. The number and arrangement of the slot antennas over the long sides of the reactor and the resulting modes of μ-wave radiation in the plasma chamber advantageously allow plasma to be generated and scaled in an almost infinite longitudinal direction. However, a disadvantage is the large number of feed units and the free and not in-phase coupling of the different μ wave power in the plasma reactor at large expansions.

Obwohl somit bereits verschiedenartige technische Lösungen verfügbar sind, mit denen ein annähernd homogenes Plasma in einem Plasmareaktor unter Vakuum, Niederdruck oder Atmosphärendruck erzeugt werden kann, besteht weiterhin Entwicklungsbedarf, der insbesondere durch die Nutzung dieser Technologien für weitere Anwendungen sowie Forderungen nach einer weiter verbesserten Handhabung der Gerätetechnik sowie einer qualitativ noch besseren Plasmaerzeugung begründet ist.Although various technical solutions are thus already available with which an approximately homogeneous plasma in a plasma reactor under vacuum, low pressure or atmospheric pressure can be generated, there is still a need for development, in particular by the use of these technologies for further applications and demands for a further improved handling of the Device technology and a qualitatively even better plasma generation is justified.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Erzeugung eines skalierbaren linearen Plasmas zu schaffen, mit der sowohl im Vakuum als auch unter Atmosphärendruck eine Erzeugung von Plasma in nahezu unbegrenzter Längsrichtung möglich ist und die eine bei Mehrfachquellen nachteilige ungewollte Auslöschung von Energiemaxima verhindert.The object of the invention is to provide a device for generating a scalable linear plasma, with both in vacuum and at atmospheric pressure, a generation of plasma in almost unlimited longitudinal direction is possible and prevents a disadvantageous in multiple sources unwanted extinction of energy maxima.

Die Aufgabe wird gelöst, indem die Vorrichtung mindestens einen Hochfrequenzgenerator aufweist, der über einen Zirkulator, über einen Hochfrequenztuner und über mindestens eine H-förmige Verzweigung und/oder eine Parallelverzweigung und/oder funktionsgleiche Komponenten mit mehreren Schlitzantennen verbunden ist, wobei der Plasmareaktor eine Außenkontur mit ebenen Seitenflächen aufweist und wobei die Schlitzantennen entlang der Längsachse des Plasmareaktors angeordnet sind. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen, deren technische Merkmale in Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.The object is achieved by the device comprising at least one high-frequency generator which is connected via a circulator, a high-frequency tuner and at least one H-shaped branch and / or a parallel branching and / or functionally identical components with a plurality of slot antennas, the plasma reactor having an outer contour having planar side surfaces and wherein the slot antennas are arranged along the longitudinal axis of the plasma reactor. Advantageous embodiments are the subject of dependent claims, the technical features are explained in more detail in embodiments.

Mit dieser Konstruktion werden wesentliche Nachteile der bisher bekannten technischen Lösungen überwunden. So kann anstelle der bei rotationssymmetrischen Reaktoren nur begrenzten Ausdehnung des Plasmas nunmehr Plasma in unbegrenzter Längsrichtung erzeugt werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Schlitzantennen jetzt so ausgelegt und angeordnet werden können, dass ein Maximum an Energie mit jeder Antenne in den Plasmareaktor einkoppelbar ist. Hingegen konnte bei bisher bekannten Mehrfachquellen eine nicht definierte Phasenlage der Welleneinspeisung zur Auslöschung der notwendigen Maxima führen.With this construction, significant disadvantages of the previously known technical solutions are overcome. Thus, instead of the only limited expansion of the plasma in rotationally symmetrical reactors, plasma can now be produced in unlimited longitudinal direction. Another advantage is that the slot antennas can now be designed and arranged to maximize energy with each antenna in the plasma reactor can be coupled. On the other hand, with previously known multiple sources, an undefined phase position of the wave feed could lead to the extinction of the necessary maxima.

Der Abstand und die Ausführung der Schlitzantennen werden durch die verwendete Frequenz der Energiequelle und die damit resultierenden Moden zur Plasmaerzeugung bestimmt. Dabei sind Anordnungen in nur einer Achse oder auch sich gegenüberliegende Schlitzantennen möglich. Vorteilhaft werden die Schlitzantennen so ausgeführt, dass im Plasmareaktor Energiemaxima ausgebildet werden, die sich durch mehrfache Einspeisung addieren.The pitch and design of the slot antennas are determined by the frequency of the energy source used and the resulting plasma generation modes. Arrangements in only one axis or opposing slot antennas are possible. Advantageously, the slot antennas are designed so that energy maximums are formed in the plasma reactor, which add up by multiple feed.

Durch die Verwendung von lediglich einer Energiequelle und dem symmetrischen Aufbau der Zuleitung über die Hohlleiter ist eine gleiche Phasenlage der eingespeisten Energie wie bei einem rotationssymmetrischen Plasmareaktor mit dem Unterschied mehrerer Maxima gewährleistet. Durch die Phasengleichheit wird die Ausprägung räumlich definierter Energiemaxima innerhalb des Reaktors verbessert. Ein alternierender Pulsbetrieb der einzelnen Energiequellen zur Reduzierung der Auslöschung von Energiemaxima durch unterschiedliche Phasenlagen der Reaktoren ist nicht erforderlich.By using only one energy source and the symmetrical structure of the supply line via the waveguide, a same phase position of the injected energy is ensured as in a rotationally symmetrical plasma reactor with the difference of several maxima. The phase equality improves the expression of spatially defined energy maxima within the reactor. An alternating pulsed operation of the individual energy sources to reduce the extinction of energy maxima by different phase angles of the reactors is not required.

Schließlich wird der Wirkungsgrad der gesamten Anordnung im Vergleich zum Stand der Technik verbessert. Kleinere Leistungen führen zu stabileren Brennbedingungen des Plasmas. Um die Zündung des Plasmas, vor allem unter Nieder- oder Atmosphärendruck zu verbessern bzw. überhaupt zu ermöglichen, ist eine Plasmazündquelle vorgesehen.Finally, the efficiency of the entire arrangement is improved compared to the prior art. Smaller performances lead to more stable burning conditions of the plasma. In order to improve the ignition of the plasma, especially under low or atmospheric pressure or to allow at all, a plasma ignition source is provided.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:Embodiments of the invention will be described in more detail with reference to the drawing. Show it:

1 eine erste Ausführung mit einem Plasmareaktor in stilisierter Darstellung 1 a first version with a plasma reactor in stylized representation

2 eine ähnliche Ausführung wie in 1, hier mit mehrfacher Einspeisung 2 a similar design as in 1 , here with multiple feed

3 eine Ausführung mit zwei Reaktoren in stilisierter Darstellung 3 a version with two reactors in stylized representation

4 eine weitere Ausführung mit einem Plasmareaktor in stilisierter Darstellung 4 another version with a plasma reactor in stylized representation

5 eine weitere Ausführung mit einem Plasmareaktor in stilisierter Darstellung 5 another version with a plasma reactor in stylized representation

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung besteht in allen Ausführungsvarianten aus einem vorzugsweise als Magnetron ausgestalteten Hochfrequenzgenerator 1 zur Erzeugung einer μ-Welle als Energiequelle. Dem Generator 1 ist ein vorzugsweise als Wasserlast ausgeführter Zirkulator 2 zur Auskopplung reflektierter Hochfrequenz-Leistung nachgeschaltet und diesem Zirkulator 2 folgt ein Tuner 3 zur Optimierung der Leistung, der im weiteren Verlauf mit Verzweigern 4 in Wirkverbindung steht. Diese können als H-Verzweiger oder Parallel-Verzweiger oder auch als andere funktionell gleichartige Baugruppen ausgestaltet werden. Unabhängig von ihrer konkreten Ausgestaltung wird mit diesen Verzweigern 4 oder funktionsgleichen Baugruppen des Hochfrequenz-Hohlleitersystems eine Verteilung und Zuführung der Energie in einen Plasmareaktor 5 realisiert. Dabei erfolgt die Einkopplung der Energie in den Plasmareaktor 5 über Schlitzantennen 6, die sowohl eine isolierende und als auch eine abdichtende Funktion zwischen Hochfrequenzgenerator 1 als Energiequelle und dem Plasmareaktor 5 gewährleisten. Die jeweils konkreten Abstände der Schlitzantennen 6 zueinander und deren Ausführung, sowie die Parameter des Reaktors 5 ergeben sich aus den Parametern der vom Hochfrequenzgenerator 1 erzeugten μ-Welle. Diese benannten Komponenten der Vorrichtung können je nach technischen Erfordernissen in unterschiedlicher Anordnung und Anzahl verwendet werden.The device shown in the drawing consists in all variants of a preferably designed as a magnetron high-frequency generator 1 for generating a μ-wave as an energy source. The generator 1 is a circulator, preferably designed as a water load 2 connected downstream of the decoupled high-frequency power and this circulator 2 follows a tuner 3 to optimize the performance, which in the further course with branching 4 is in active connection. These can be configured as H-branching or parallel-branching or as other functionally similar assemblies. Regardless of their concrete design is with these branching 4 or functionally identical components of the high-frequency waveguide system, a distribution and supply of energy into a plasma reactor 5 realized. The coupling of the energy takes place in the plasma reactor 5 via slot antennas 6 which provides both an insulating and a sealing function between the high frequency generator 1 as an energy source and the plasma reactor 5 guarantee. The respective concrete distances of the slot antennas 6 to each other and their execution, as well as the parameters of the reactor 5 result from the parameters of the high-frequency generator 1 generated μ-wave. These named components of the device can be used in different arrangements and number depending on technical requirements.

1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einer linearen, jedoch unsymmetrischen Einspeisung in Vierfachanordnung in einen Plasmareaktor 5. Ausgehend von einem Hochfrequenzgenerator 1 über den Zirkulator 2 und den Tuner 3 wird die Energie zunächst über eine erste H- oder Parallel-Verzweigung 4 und danach über eine jeweils weitere H- oder Parallel-Verzweigung 4 über insgesamt vier Schlitzantennen 6 dem Plasmareaktor 5 zugeführt. 1 shows the basic structure of a device according to the invention in a linear, but asymmetrical feed in a quadruple arrangement in a plasma reactor 5 , Starting from a high frequency generator 1 over the circulator 2 and the tuner 3 The energy is first through a first H or parallel branch 4 and then via a respective further H or parallel branch 4 over a total of four slot antennas 6 the plasma reactor 5 fed.

2 zeigt einen ähnlichen Aufbau der Vorrichtung wie in 1 mit einer linearen und unsymmetrischen Einspeisung in einen Plasmareaktor 5, wobei hier anstelle einer vierfachen jedoch eine n-fache Einspeisung vorgesehen ist. 2 shows a similar construction of the device as in 1 with a linear and asymmetrical feed into a plasma reactor 5 , where instead of a fourfold but an n-fold feed is provided here.

3 zeigt einen ähnlichen Aufbau der Vorrichtung wie in 2, wobei hier jedoch eine lineare und symmetrische Einspeisung in einen Plasmareaktor 5 vorgesehen ist. Hierbei werden zwei Hochfrequenzgeneratoren 1 verwendet, die jeweils über einen Zirkulator 2, einen Tuner 3, eine erste H- oder Parallel-Verzweigung 4 und über hierzu jeweils weitere H- oder Parallel-Verzweigungen 4 die Energie dem Plasmareaktor 5 zuführen. Dabei sind die Schlitzantennen 6 jeweils paarweise gegenüberliegend am Plasmareaktor 5 angeordnet. 3 shows a similar construction of the device as in 2 , but here is a linear and symmetrical feed into a plasma reactor 5 is provided. Here are two high-frequency generators 1 used, each via a circulator 2 , a tuner 3 , a first H or parallel branch 4 and in each case further H or parallel branches 4 the energy to the plasma reactor 5 respectively. Here are the slot antennas 6 in pairs opposite to the plasma reactor 5 arranged.

4 zeigt den Aufbau der Vorrichtung bei linearer und symmetrischer Einspeisung in einer Mehrfachanordnung. Dem Hochfrequenzgenerator 1 ist hier zunächst eine H- oder Parallel-Verzweigung 4 nachgeschaltet, von der mehrere Zirkulatoren 2 abzweigen, die über jeweils einen separaten Tuner 3 und eine zugeordnete Schlitzantenne 6 mit dem Plasmareaktor 5 in Wirkverbindung stehen. 4 shows the structure of the device in linear and symmetrical feed in a multiple arrangement. The high frequency generator 1 Here is first an H or parallel branch 4 downstream of which several circulators 2 branch off, each with a separate tuner 3 and an associated slot antenna 6 with the plasma reactor 5 in operative connection.

5 zeigt den Aufbau einer weiteren Vorrichtung mit ebenfalls linearer symmetrischer Einspeisung in Mehrfachanordnung. Allerdings sind dem Hochfrequenzgenerator 1 hier zunächst ein Zirkulator 2 und ein Tuner 3 nachgeschaltet, bevor die Energie über zunächst eine H- oder Parallel-Verzweigung 4 und danach über insgesamt acht Schlitzantennen 6 dem Plasmareaktor 5 zugeführt wird 5 shows the structure of another device with also linear symmetrical feed in a multi-array. However, the high frequency generator is 1 here first a circulator 2 and a tuner 3 downstream of the energy over initially an H or parallel branch 4 and then over a total of eight slot antennas 6 the plasma reactor 5 is supplied

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Hochfrequenzgenerator (Magnetron)High frequency generator (magnetron)
22
Zirkulator (Wasserlast)Circulator (water load)
33
Tunertuner
44
H-förmige oder Parallel-VerzweigungH-shaped or parallel branching
55
Plasmareaktorplasma reactor
66
Schlitzantenneslot antenna

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19503205 C1 [0003] DE 19503205 C1 [0003]
  • DE 4235914 A1 [0004] DE 4235914 A1 [0004]
  • DE 19802971 C2 [0005] DE 19802971 C2 [0005]
  • DE 102008062619 A1 [0006] DE 102008062619 A1 [0006]

Claims (10)

Vorrichtung zur Erzeugung eines skalierbaren linearen Plasmas im Vakuum oder unter Atmosphärendruck, bestehend aus einem Mikrowellengenerator, der über eine Kanalstruktur und eine Schlitzantenne mit einem Plasmareaktor in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens einen Hochfrequenzgenerator (1) aufweist, der über einen Zirkulator (2), einen Hochfrequenztuner (3) und über mindestens eine H-förmige Verzweigung und/oder Parallelverzweigung (4) und/oder funktionsgleiche Komponenten mit mehreren, dem Plasmareaktor (5) zugeordneten Schlitzantennen (6) verbunden ist, wobei der Plasmareaktor (5) eine Außenkontur mit ebenen Seitenflächen aufweist und wobei die Schlitzantennen (6) entlang der Längsachse des Plasmareaktors (5) angeordnet sind.Device for generating a scalable linear plasma in vacuum or under atmospheric pressure, comprising a microwave generator, which is in operative connection via a channel structure and a slot antenna with a plasma reactor, characterized in that the device comprises at least one high-frequency generator ( 1 ), which via a circulator ( 2 ), a high-frequency tuner ( 3 ) and at least one H-shaped branch and / or parallel branching ( 4 ) and / or functionally identical components with several, the plasma reactor ( 5 ) associated slot antennas ( 6 ), the plasma reactor ( 5 ) has an outer contour with flat side surfaces and wherein the slot antennas ( 6 ) along the longitudinal axis of the plasma reactor ( 5 ) are arranged. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Hochfrequenzgenerator (1) aufweist, dem ein Zirkulator (2), ein Tuner (3) und eine H-förmige oder Parallel-Verzweigung (4) nachgeschaltet sind, wobei diese Verzweigung (4) mit mehreren Schlitzantennen (6) am Plasmareaktor (5) verbunden ist.Device according to claim 1, characterized in that the device comprises a high-frequency generator ( 1 ), to which a circulator ( 2 ), a tuner ( 3 ) and an H-shaped or parallel branch ( 4 ), this branching ( 4 ) with multiple slot antennas ( 6 ) at the plasma reactor ( 5 ) connected is. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Hochfrequenzgenerator (1) aufweist, dem ein Zirkulator (2), ein Tuner (3) und eine erste H-förmige oder Parallel-Verzweigung (4) nachgeschaltet sind, wobei die erste Verzweigung (4) über mindestens eine weitere H-förmige oder Parallel-Verzweigung (4) mit mehreren Schlitzantennen (6) am Plasmareaktor (5) verbunden ist.Device according to claim 1, characterized in that the device comprises a high-frequency generator ( 1 ), to which a circulator ( 2 ), a tuner ( 3 ) and a first H-shaped or parallel branching ( 4 ), the first branch ( 4 ) via at least one further H-shaped or parallel branching ( 4 ) with multiple slot antennas ( 6 ) at the plasma reactor ( 5 ) connected is. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Hochfrequenzgenerator (1) aufweist, dem eine H-förmige oder Parallel-Verzweigung (4) nachgeschaltet ist, von der mehrere Zirkulatoren (2) abzweigen, die über jeweils einen separaten Tuner (3) und eine Schlitzantenne (6) mit dem Plasmareaktor (5) verbunden sind.Device according to claim 1, characterized in that the device comprises a high-frequency generator ( 1 ) having an H-shaped or parallel branching ( 4 ), from which several circulators ( 2 ), each with its own separate tuner ( 3 ) and a slot antenna ( 6 ) with the plasma reactor ( 5 ) are connected. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zwei Hochfrequenzgeneratoren (1) aufweist, denen jeweils ein Zirkulator (2), ein Tuner (3) und eine erste H-förmige oder Parallel-Verzweigung (4) nachgeschaltet sind, wobei die ersten Verzweigungen (4) über jeweils mindestens eine weitere H-förmige oder Parallel-Verzweigung (4) mit mehreren Schlitzantennen (6) am Plasmareaktor (5) verbunden sind.Device according to Claim 1, characterized in that the device has two high-frequency generators ( 1 ), to each of which a circulator ( 2 ), a tuner ( 3 ) and a first H-shaped or parallel branching ( 4 ), the first branches ( 4 ) via in each case at least one further H-shaped or parallel branching ( 4 ) with multiple slot antennas ( 6 ) at the plasma reactor ( 5 ) are connected. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitzantennen (6) jeweils paarweise gegenüberliegend am Plasmareaktor (5) angeordnet sind.Device according to Claim 5, characterized in that the slot antennas ( 6 ) in pairs opposite to the plasma reactor ( 5 ) are arranged. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Plasmareaktor (5) quaderförmig ausgestaltet ist.Device according to claim 1, characterized in that the plasma reactor ( 5 ) is configured cuboid. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Plasmareaktor (5) eine Plasmazündhilfe zugeordnet ist.Device according to claim 1, characterized in that the plasma reactor ( 5 ) is assigned a plasma ignition aid. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Plasmareaktor (5) mit Zu- und Ablässen für Reaktor- und/oder Prozessgase ausgestaltet ist.Device according to claim 1, characterized in that the plasma reactor ( 5 ) is designed with inlets and outlets for reactor and / or process gases. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Plasmareaktor (5) wasser- oder luftgekühlt ausgestaltet ist.Device according to claim 1, characterized in that the plasma reactor ( 5 ) is designed water or air cooled.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111403255A (en) * 2015-03-23 2020-07-10 应用材料公司 Plasma reactor with digital control of the rotational frequency of the microwave field with direct upconversion

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4235914A1 (en) 1992-10-23 1994-04-28 Juergen Prof Dr Engemann Device for generating microwave plasmas
DE19503205C1 (en) 1995-02-02 1996-07-11 Muegge Electronic Gmbh Device for generating a plasma in low pressure container e.g. for hardware items surface treatment by plasma etching and plasma deposition
DE19802971C2 (en) 1998-01-27 1999-12-02 Fraunhofer Ges Forschung Plasma reactor
DE102008062619A1 (en) 2008-12-10 2010-07-01 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. A microwave plasma source and method of forming a linearly elongated plasma at atmospheric pressure conditions

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4235914A1 (en) 1992-10-23 1994-04-28 Juergen Prof Dr Engemann Device for generating microwave plasmas
DE19503205C1 (en) 1995-02-02 1996-07-11 Muegge Electronic Gmbh Device for generating a plasma in low pressure container e.g. for hardware items surface treatment by plasma etching and plasma deposition
DE19802971C2 (en) 1998-01-27 1999-12-02 Fraunhofer Ges Forschung Plasma reactor
DE102008062619A1 (en) 2008-12-10 2010-07-01 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. A microwave plasma source and method of forming a linearly elongated plasma at atmospheric pressure conditions

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111403255A (en) * 2015-03-23 2020-07-10 应用材料公司 Plasma reactor with digital control of the rotational frequency of the microwave field with direct upconversion
CN111403255B (en) * 2015-03-23 2023-03-28 应用材料公司 Plasma reactor with digital control of the rotational frequency of the microwave field with direct upconversion

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