JPH0855697A - ラングミュア・プローブ - Google Patents
ラングミュア・プローブInfo
- Publication number
- JPH0855697A JPH0855697A JP6190475A JP19047594A JPH0855697A JP H0855697 A JPH0855697 A JP H0855697A JP 6190475 A JP6190475 A JP 6190475A JP 19047594 A JP19047594 A JP 19047594A JP H0855697 A JPH0855697 A JP H0855697A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wire
- electrode
- plasma
- wire electrode
- electron
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- Plasma Technology (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 プラズマ物性計測精度を向上できる。
【構成】 射出駆動部５及び引込駆動部６を駆動し、ワ
イヤー電極１をワイヤ射出支持体２から一定速度で射出
する一方、ワイヤ引込支持体３へ同速度で引き込ませ
て、一定長さのワイヤ電極１をワイヤ射出支持体２及び
ワイヤ引込支持体３から露出させ、この露出したワイヤ
電極１をプラズマ８内に挿入し、電極に印加する電圧を
掃引して、電流−電圧曲線を描くことにより、プラズマ
８の電子密度、電子温度、プラズマ電位、電子エネルギ
ー分布等を計測する。
イヤー電極１をワイヤ射出支持体２から一定速度で射出
する一方、ワイヤ引込支持体３へ同速度で引き込ませ
て、一定長さのワイヤ電極１をワイヤ射出支持体２及び
ワイヤ引込支持体３から露出させ、この露出したワイヤ
電極１をプラズマ８内に挿入し、電極に印加する電圧を
掃引して、電流−電圧曲線を描くことにより、プラズマ
８の電子密度、電子温度、プラズマ電位、電子エネルギ
ー分布等を計測する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子法レーザ同位体分
離装置に適用されるラングミュア・プローブに関するも
のである。
離装置に適用されるラングミュア・プローブに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】ラングミュア・プローブは、プラズマの
物性計測に用いられる。従来のシングル型ラングミュア
・プローブの電極には、平板型（図３（ａ）の１０参
照）、円筒型（図３（ｂ）の１１参照）、球型（図３
（ｃ）の１２参照）がある。４は電極支持用インシュレ
ータ、９は電極支持体である。
物性計測に用いられる。従来のシングル型ラングミュア
・プローブの電極には、平板型（図３（ａ）の１０参
照）、円筒型（図３（ｂ）の１１参照）、球型（図３
（ｃ）の１２参照）がある。４は電極支持用インシュレ
ータ、９は電極支持体である。
【０００３】上記プローブ電極をプラズマ内に挿入す
る。プローブ電極に印加する電圧を掃引して、プラズマ
中のプラス荷電粒子、マイナス荷電粒子をプローブ上に
引き寄せ、この際、プローブとアース電位との間に流れ
る電流を計測するようにしていた。
る。プローブ電極に印加する電圧を掃引して、プラズマ
中のプラス荷電粒子、マイナス荷電粒子をプローブ上に
引き寄せ、この際、プローブとアース電位との間に流れ
る電流を計測するようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記従来のラングミュ
ア・プローブでは、計測の際の荷電粒子が電極プローブ
の表面に付着する。また電極に電圧を印加していない状
態でも、プラズマ中の粒子が衝突により電極表面に付着
するので、プローブ電極表面が刻々変化して、プラズマ
物性計測精度が低下するという問題があった。
ア・プローブでは、計測の際の荷電粒子が電極プローブ
の表面に付着する。また電極に電圧を印加していない状
態でも、プラズマ中の粒子が衝突により電極表面に付着
するので、プローブ電極表面が刻々変化して、プラズマ
物性計測精度が低下するという問題があった。
【０００５】本発明は前記の問題点に鑑み提案するもの
であり、その目的とする処は、プラズマ物性計測精度を
向上できるラングミュア・プローブを提供しようとする
点にある。
であり、その目的とする処は、プラズマ物性計測精度を
向上できるラングミュア・プローブを提供しようとする
点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、プラズマ中に電極を挿入し、電極に印
加する電圧を掃引して、電流−電圧曲線を描くことによ
り、プラズマの電子密度、電子温度、プラズマ電位、電
子エネルギー分布等を計測するラングミュア・プローブ
において、プラズマに曝される電極部分をワイヤーによ
り構成し、このワイヤー電極の送り出し・引込みにより
電極表面積の変化を抑制して計測精度を上昇させること
を特徴としている。
めに、本発明は、プラズマ中に電極を挿入し、電極に印
加する電圧を掃引して、電流−電圧曲線を描くことによ
り、プラズマの電子密度、電子温度、プラズマ電位、電
子エネルギー分布等を計測するラングミュア・プローブ
において、プラズマに曝される電極部分をワイヤーによ
り構成し、このワイヤー電極の送り出し・引込みにより
電極表面積の変化を抑制して計測精度を上昇させること
を特徴としている。
【０００７】
【作用】本発明のラングミュア・プローブは前記のよう
に構成されており、ワイヤー電極をワイヤ射出支持体か
ら一定速度で射出する一方、ワイヤ引込支持体へ同速度
で引き込ませて、一定長さのワイヤ電極をワイヤ射出支
持体及びワイヤ引込支持体から露出させ、この露出した
ワイヤ電極をプラズマ内に挿入し、電極に印加する電圧
を掃引して、電流−電圧曲線を描くことにより、プラズ
マの電子密度、電子温度、プラズマ電位、電子エネルギ
ー分布等を計測する。
に構成されており、ワイヤー電極をワイヤ射出支持体か
ら一定速度で射出する一方、ワイヤ引込支持体へ同速度
で引き込ませて、一定長さのワイヤ電極をワイヤ射出支
持体及びワイヤ引込支持体から露出させ、この露出した
ワイヤ電極をプラズマ内に挿入し、電極に印加する電圧
を掃引して、電流−電圧曲線を描くことにより、プラズ
マの電子密度、電子温度、プラズマ電位、電子エネルギ
ー分布等を計測する。
【０００８】
【実施例】次に本発明のラングミュア・プローブを図
１、図２に示す一実施例により説明すると、１がワイヤ
ー電極、２がワイヤー射出支持体、３がワイヤ引込支持
体、４が電極支持用インシュレータ、５がワイヤー電極
１の射出駆動部、６がワイヤー電極１の引込駆動部、７
がワイヤー電極１の駆動方向、８がプラズマである。
１、図２に示す一実施例により説明すると、１がワイヤ
ー電極、２がワイヤー射出支持体、３がワイヤ引込支持
体、４が電極支持用インシュレータ、５がワイヤー電極
１の射出駆動部、６がワイヤー電極１の引込駆動部、７
がワイヤー電極１の駆動方向、８がプラズマである。
【０００９】次に前記図１、図２に示すラングミュア・
プローブの作用を具体的に説明する。射出駆動部５及び
引込駆動部６を駆動し、ワイヤー電極１をワイヤ射出支
持体２から一定速度で射出する一方、ワイヤ引込支持体
３へ同速度で引き込ませて、一定長さのワイヤ電極１を
ワイヤ射出支持体２及びワイヤ引込支持体３から露出さ
せ、この露出したワイヤ電極１をプラズマ８内に挿入
し、電極に印加する電圧を掃引して、電流−電圧曲線を
描くことにより、プラズマ８の電子密度、電子温度、プ
ラズマ電位、電子エネルギー分布等を計測する。
プローブの作用を具体的に説明する。射出駆動部５及び
引込駆動部６を駆動し、ワイヤー電極１をワイヤ射出支
持体２から一定速度で射出する一方、ワイヤ引込支持体
３へ同速度で引き込ませて、一定長さのワイヤ電極１を
ワイヤ射出支持体２及びワイヤ引込支持体３から露出さ
せ、この露出したワイヤ電極１をプラズマ８内に挿入
し、電極に印加する電圧を掃引して、電流−電圧曲線を
描くことにより、プラズマ８の電子密度、電子温度、プ
ラズマ電位、電子エネルギー分布等を計測する。
【００１０】上記ワイヤー電極１の半径をｒ、このワイ
ヤ電極１がプラズマ８に接している部分の長さをｌ、ワ
イヤー電極１がプラズマ８に接している部分の表面積を
ｓとすると、当初の表面積ｓ0 は、 ｓ0 ＝ｌ・２πｒ で表される。このワイヤー電極１の表面に単位面積当た
り、単位時間に質量ｗの粒子が付着する。この付着物の
固定状態での密度をｄc とすると、微小時間ｄtの間に
半径がｄr だけ成長すると仮定すると、 ｗ・ｓ／ｄc ×ｄt ＝ｌ・２πｒ｛（ｒ＋ｄr ）・ｒ｝ ｗ／ｄc ｄt ＝ｄr ／ｒ いま、ワイヤー電極１が停止しており、時刻ｔ＝０にお
けるワイヤー電極１の半径をｒ0 、時刻ｔ＝Ｔにおける
ワイヤー電極１の半径をｒr とすると、 ｗ／ｄc ｄt ＝ｄr ／ｒ より、 ｒr ＝ｒ0 ×ｅｘｐ（ｗ／ｄc ×Ｔ）になり、
時間とともに半径が加速的に成長して、表面積ｓT も ｓT ＝ｌ・２πｒ×ｅｘｐ（ｗ／ｄc ×Ｔ） で成長してゆくことが判る。
ヤ電極１がプラズマ８に接している部分の長さをｌ、ワ
イヤー電極１がプラズマ８に接している部分の表面積を
ｓとすると、当初の表面積ｓ0 は、 ｓ0 ＝ｌ・２πｒ で表される。このワイヤー電極１の表面に単位面積当た
り、単位時間に質量ｗの粒子が付着する。この付着物の
固定状態での密度をｄc とすると、微小時間ｄtの間に
半径がｄr だけ成長すると仮定すると、 ｗ・ｓ／ｄc ×ｄt ＝ｌ・２πｒ｛（ｒ＋ｄr ）・ｒ｝ ｗ／ｄc ｄt ＝ｄr ／ｒ いま、ワイヤー電極１が停止しており、時刻ｔ＝０にお
けるワイヤー電極１の半径をｒ0 、時刻ｔ＝Ｔにおける
ワイヤー電極１の半径をｒr とすると、 ｗ／ｄc ｄt ＝ｄr ／ｒ より、 ｒr ＝ｒ0 ×ｅｘｐ（ｗ／ｄc ×Ｔ）になり、
時間とともに半径が加速的に成長して、表面積ｓT も ｓT ＝ｌ・２πｒ×ｅｘｐ（ｗ／ｄc ×Ｔ） で成長してゆくことが判る。
【００１１】これに対して速度ｕでワイヤー電極１が移
動している場合には、定常状態（常に新しいワイヤー電
極１を送り出している状態）に達した後は、時刻に関係
なく表面積ｓは、 ｓ＝ｌ・２πｒ×ｄc ×ｕ／ｗ×〔ｅｘｐ｛ｗ×ｌ／
（ｄc ×ｕ）｝・１〕 になり、ｕの値が大きければ、ｓはｓ0 に近づく。
動している場合には、定常状態（常に新しいワイヤー電
極１を送り出している状態）に達した後は、時刻に関係
なく表面積ｓは、 ｓ＝ｌ・２πｒ×ｄc ×ｕ／ｗ×〔ｅｘｐ｛ｗ×ｌ／
（ｄc ×ｕ）｝・１〕 になり、ｕの値が大きければ、ｓはｓ0 に近づく。
【００１２】このようにしてワイヤー電極１の表面積の
変化を抑制する。
変化を抑制する。
【００１３】
【発明の効果】本発明のラングミュア・プローブは前記
のようにワイヤー電極をワイヤ射出支持体から一定速度
で射出する一方、ワイヤ引込支持体へ同速度で引き込ま
せて、一定長さのワイヤ電極をワイヤ射出支持体及びワ
イヤ引込支持体から露出させ、この露出したワイヤ電極
をプラズマ内に挿入し、電極に印加する電圧を掃引し
て、電流−電圧曲線を描くことにより、プラズマの電子
密度、電子温度、プラズマ電位、電子エネルギー分布等
を計測するので、プラズマ物性計測精度を向上できる。
のようにワイヤー電極をワイヤ射出支持体から一定速度
で射出する一方、ワイヤ引込支持体へ同速度で引き込ま
せて、一定長さのワイヤ電極をワイヤ射出支持体及びワ
イヤ引込支持体から露出させ、この露出したワイヤ電極
をプラズマ内に挿入し、電極に印加する電圧を掃引し
て、電流−電圧曲線を描くことにより、プラズマの電子
密度、電子温度、プラズマ電位、電子エネルギー分布等
を計測するので、プラズマ物性計測精度を向上できる。
【図１】本発明のラングミュア・プローブの一実施例を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図２】同ラングミュア・プローブの作用説明図であ
る。
る。
【図３】（ａ）は従来の平板型プローブ電極を示す説明
図、（ｂ）は従来の円筒型プローブ電極を示す説明図、
（ｃ）は従来の球型プローブ電極を示す説明図である。
図、（ｂ）は従来の円筒型プローブ電極を示す説明図、
（ｃ）は従来の球型プローブ電極を示す説明図である。
１ ワイヤー電極 ２ ワイヤー射出支持体 ３ ワイヤ引込支持体 ４ 電極支持用インシュレータ ５ ワイヤー電極１の射出駆動部 ６ ワイヤー電極１の引込駆動部 ７ ワイヤー電極１の駆動方向 ８ プラズマ
Claims (1)
- 【請求項１】 プラズマ中に電極を挿入し、電極に印加
する電圧を掃引して、電流−電圧曲線を描くことによ
り、プラズマの電子密度、電子温度、プラズマ電位、電
子エネルギー分布等を計測するラングミュア・プローブ
において、プラズマに曝される電極部分をワイヤーによ
り構成し、このワイヤー電極部分の送り出し・引込みに
より電極表面積の変化を抑制して計測精度を上昇させる
ことを特徴としたラングミュア・プローブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6190475A JPH0855697A (ja) | 1994-08-12 | 1994-08-12 | ラングミュア・プローブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6190475A JPH0855697A (ja) | 1994-08-12 | 1994-08-12 | ラングミュア・プローブ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0855697A true JPH0855697A (ja) | 1996-02-27 |
Family
ID=16258734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6190475A Withdrawn JPH0855697A (ja) | 1994-08-12 | 1994-08-12 | ラングミュア・プローブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0855697A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100594673B1 (ko) * | 2000-08-25 | 2006-06-30 | 하루오 신도 | 플라즈마 영역내의 전자 에너지 분포 측정 방법 및 그측정 장치 |
| JP2012047548A (ja) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | Chube Univ | プラズマ電子密度測定プローブ及び測定装置 |
| CN104244555A (zh) * | 2014-09-29 | 2014-12-24 | 北京航空航天大学 | 用于等离子体空间电位诊断的Langmuir发射探针 |
| RU2616853C1 (ru) * | 2015-11-16 | 2017-04-18 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (государственный университет)" | Датчик на основе эффекта Холла для измерения концентрации электронов в плазме |
-
1994
- 1994-08-12 JP JP6190475A patent/JPH0855697A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100594673B1 (ko) * | 2000-08-25 | 2006-06-30 | 하루오 신도 | 플라즈마 영역내의 전자 에너지 분포 측정 방법 및 그측정 장치 |
| JP2012047548A (ja) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | Chube Univ | プラズマ電子密度測定プローブ及び測定装置 |
| CN104244555A (zh) * | 2014-09-29 | 2014-12-24 | 北京航空航天大学 | 用于等离子体空间电位诊断的Langmuir发射探针 |
| RU2616853C1 (ru) * | 2015-11-16 | 2017-04-18 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (государственный университет)" | Датчик на основе эффекта Холла для измерения концентрации электронов в плазме |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011106 |