RU2468544C1 - Device for exciting and maintaining microwave discharges in plasma chemical reactors - Google Patents

Device for exciting and maintaining microwave discharges in plasma chemical reactors Download PDF

Info

Publication number
RU2468544C1
RU2468544C1 RU2011110368/07A RU2011110368A RU2468544C1 RU 2468544 C1 RU2468544 C1 RU 2468544C1 RU 2011110368/07 A RU2011110368/07 A RU 2011110368/07A RU 2011110368 A RU2011110368 A RU 2011110368A RU 2468544 C1 RU2468544 C1 RU 2468544C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plasma
waveguide
tube
concentrator
wide
Prior art date
Application number
RU2011110368/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011110368A (en
Inventor
Константин Михайлович Голант
Олег Владиславович Бутов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Фиберус"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Фиберус" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Фиберус"
Priority to RU2011110368/07A priority Critical patent/RU2468544C1/en
Publication of RU2011110368A publication Critical patent/RU2011110368A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2468544C1 publication Critical patent/RU2468544C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Plasma Technology (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: device for exciting long-distance discharges in gas flows includes source of electromagnetic microwave oscillations, which is interconnected with metal waveguide of rectangular section, with two opposite located holes in the centre of wide walls. Inside waveguide there arranged is concentrator of electric field in the form of hollow current-conducting flattened cone with diameters of bases D and d (D>d), which has electric contact to one wide wall of waveguide along the boundary of hole of larger diameter and gap z between the edge of base with lower diameter and opposite wall of waveguide. Dielectric reactor tube with gas flow flowing through it passes across waveguide through concentrator and hole in opposite wide wall. Value of gap z lies in the range of λ/50 to λ/5, where λ - length of wave of used source of microwave oscillations in vacuum.
EFFECT: increasing operating stability of plasmatron on surface plasma wave in plasma chemical processes in wide range of pressures of plasma forming gas from several Pascal (Pa) values to atmospheric value.
5 cl, 2 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Область применения изобретения. Если таких областей несколько, то указываются преимущественные.The scope of the invention. If there are several such areas, priority ones are indicated.

Устройство относится к СВЧ генераторам низкотемпературной плазмы (СВЧ плазматронам), предназначенным преимущественно для использования в плазмохимических технологических процессах с повышенным требованием к чистоте синтезируемого продукта. К таким процессам относится, в частности, синтез из газовой фазы особо чистого и специально легированного диоксида кремния с осаждением синтезируемого материала в виде высокопрозрачных аморфных слоев на боковой поверхности труб и стержней из кварцевого стекла с целью последующего изготовления из полученных заготовок оптических волноводов для интегральной и волоконной оптики.The device relates to microwave generators of low-temperature plasma (microwave plasmatrons), intended primarily for use in plasma chemical processes with an increased requirement for the purity of the synthesized product. Such processes include, in particular, synthesis of highly pure and specially doped silicon dioxide from the gas phase with deposition of the synthesized material in the form of highly transparent amorphous layers on the side surface of quartz glass pipes and rods for the purpose of subsequent fabrication of optical waveguides for integral and fiber from the prepared blanks. optics.

Уровень техникиState of the art

Сведения об известных нам аналогах с выделением из них аналога, наиболее близкого к изобретению (прототипа).Information about the known analogues with the selection of the analogue closest to the invention (prototype).

Действие устройства основано на создании в потоке газа протяженного плазменного столба, играющего роль плазменного волновода, в котором плазма поддерживается за счет переноса СВЧ энергии возбужденными в плазменном столбе и распространяющимися вдоль него от точки приложения электрического СВЧ поля поверхностными плазменными волнами.The device’s operation is based on the creation of an extended plasma column in the gas stream, which plays the role of a plasma waveguide, in which the plasma is supported by the transfer of microwave energy by surface plasma waves excited in the plasma column and propagating along it from the point of application of the electric microwave field.

Известны несколько устройств, в которых реализованы разряды этого типа. Их общим полезным свойством является отсутствие электродов, а также какого-либо иного контакта плазмы с токопроводящими частями плазматрона.Several devices are known in which discharges of this type are implemented. Their common useful property is the absence of electrodes, as well as any other plasma contact with the conductive parts of the plasmatron.

Известно устройство для возбуждения и поддержания протяженного разряда на поверхностной плазменной волне в заполненной газом диэлектрической трубке, пересекающей зазор, созданный между металлическими частями плазматрона, благодаря которому в пристеночной области трубки формируется повышенная напряженность электрического СВЧ поля, направленного параллельно оси трубки. Такая конфигурация приводит к передаче СВЧ энергии от источника плазме за счет возбуждения в ней поверхностных плазменных волн (патент США 4810933).A device is known for exciting and maintaining an extended discharge on a surface plasma wave in a gas-filled dielectric tube intersecting the gap created between the metal parts of the plasmatron, due to which an increased microwave electric field is generated in the wall region of the tube parallel to the tube axis. This configuration leads to the transfer of microwave energy from the plasma source due to the excitation of surface plasma waves in it (US patent 4810933).

Известна разновидность такого плазматрона, в которой зазор с повышенной напряженностью электрического СВЧ поля образован вследствие сокращения расстояния между широкими стенками металлического волновода прямоугольного сечения. В такой конструкции волновод снабжен двумя плавными переходами на поперечное сечение с меньшей шириной узкой стенки (патент US 6224836 В1).A known type of such a plasmatron in which a gap with an increased electric microwave field is formed due to a reduction in the distance between the wide walls of a metal waveguide of rectangular cross section. In this design, the waveguide is equipped with two smooth transitions to the cross section with a smaller width of the narrow wall (US patent 6224836 B1).

Известен плазматрон, в котором поверхностные плазменные волны возбуждаются на поверхности цилиндрического диэлектрического стержня, размещенного внутри диэлектрической трубки с газом при пониженном давлении. Стержень выполнят функцию диэлектрического СВЧ волновода, при помощи которого плазме передается энергия от источника СВЧ колебаний (патент US 5597624 A).A plasmatron is known in which surface plasma waves are excited on the surface of a cylindrical dielectric rod located inside a dielectric tube with gas under reduced pressure. The rod will perform the function of a dielectric microwave waveguide, through which the plasma transfers energy from a source of microwave oscillations (patent US 5597624 A).

Наиболее близким к изобретению аналогом (прототипом) является плазматрон на основе волновода прямоугольного сечения, в котором плазма формируется внутри диэлектрической трубки, пересекающей волновод через отверстия в центре широких стенок. Внутри волновода, в области пересечения трубкой широких стенок выполнено устройство специальной формы для концентрации напряженности электрического СВЧ поля в пристеночной области трубки. Специальная форма концентрирующего СВЧ поле устройства обеспечивает эффективную передачу энергии от источника СВЧ колебаний поверхностным плазменным волнам (патент US 7799119 В2).The closest analogue (prototype) to the invention is a plasmatron based on a rectangular waveguide in which a plasma is formed inside a dielectric tube crossing the waveguide through holes in the center of the wide walls. Inside the waveguide, in the region where the tube intersects the wide walls, a device of a special form is made for concentration of the electric microwave field in the wall region of the tube. A special form of the device concentrating the microwave field of the device provides efficient energy transfer from the source of microwave oscillations to surface plasma waves (patent US 7799119 B2).

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Сущность изобретения как технического решения выражается в совокупности существенных признаков для достижения обеспечиваемого изобретением результата.The invention as a technical solution is expressed in the aggregate of essential features to achieve the result provided by the invention.

Сущность заявляемого изобретения как технического решения состоит в специальной конструкции СВЧ плазматрона, с помощью которой достигается возбуждение в потоке газа протяженного плазменного столба с подводом к плазме СВЧ энергии за счет возбуждения в плазменном столбе поверхностной плазменной волны.The essence of the claimed invention as a technical solution consists in the special design of the microwave plasmatron, with which it is possible to excite an extended plasma column in the gas stream with the supply of microwave energy to the plasma due to the excitation of a surface plasma wave in the plasma column.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, с указанием обеспечиваемого ею технического результата.The problem to which the invention is directed, indicating the technical result provided by it.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение стабильной работы плазматрона на поверхностной плазменной волне в плазмохимических процессах, протекающих в широком диапазоне давлений плазмообразующего газа от нескольких Па до атмосферного.The task to which the invention is directed is to ensure stable operation of the plasmatron on a surface plasma wave in plasma-chemical processes occurring in a wide range of plasma-forming gas pressures from several Pa to atmospheric.

Другой задачей является обеспечение однонаправленного распространения поверхностной волны в плазменном столбе с целью наиболее эффективного использования подводимой к плазме СВЧ энергии в плазмохимических процессах.Another task is to ensure unidirectional propagation of the surface wave in the plasma column in order to most efficiently use microwave energy supplied to the plasma in plasma-chemical processes.

Признаки, используемые для характеристики изобретения.The features used to characterize the invention.

Основу конструкции плазматрона составляет отрезок прямоугольного волновода, в котором возбуждается волна Н10, несущая энергию от источника СВЧ колебаний к плазме. В центре широких стенок волновода, напротив друг друга имеются отверстия диаметрами D и d (D>d), через которые, перпендикулярно плоскости широкой стенки, походит диэлектрическая трубка. Трубка выполняет функцию плазмохимического реактора, в котором возбуждается плазма и через который протекает плазмообразующий газ вместе с газообразными химическими реагентами.The basis of the design of the plasmatron is a segment of a rectangular waveguide in which the H 10 wave is excited, carrying energy from a source of microwave oscillations to the plasma. In the center of the wide walls of the waveguide, opposite each other, there are holes with diameters D and d (D> d) through which a dielectric tube resembles perpendicular to the plane of the wide wall. The tube performs the function of a plasma chemical reactor in which plasma is excited and through which the plasma-forming gas flows together with gaseous chemicals.

Первым признаком технического решения, характеризующим заявляемое изобретение, является полый концентратор в виде усеченного конуса, выполненный из токопроводящего материала. Концентратор формирует внутри волновода зазор z с повышенной напряженностью электрического СВЧ поля, направленного вдоль оси трубки-реактора. Наличие такого зазора необходимо для возбуждения поверхностной плазменной волны. В патентуемой конструкции зазор z образован внутренней поверхностью участка широкой стенки волновода вблизи границы отверстия с меньшим диаметром и торцом концентратора, присоединенного основанием к противоположной стенке волновода по границе отверстия большего диаметра и имеющим электрический контакт с ней. Внутренний диаметр конусного концентратора в области зазора z совпадает с диаметром отверстия в прилегающей к торцу концентратора широкой стенке волновода. Оптимальному согласованию, соответствующему максимальному коэффициенту передачи СВЧ энергии плазме, соответствует диапазон отношений диаметров основания D и вершины d усеченного конусного концентратора D/d от 1,1 до 5 и величина зазора z в интервале значений от λ/50 до λ/5, где λ - длина волны используемого источника СВЧ колебаний в вакууме.The first sign of a technical solution characterizing the claimed invention is a hollow hub in the form of a truncated cone made of conductive material. The concentrator forms a gap z inside the waveguide with increased intensity of the microwave electric field directed along the axis of the reactor tube. The presence of such a gap is necessary for the excitation of a surface plasma wave. In the patented design, the gap z is formed by the inner surface of the section of the wide waveguide wall near the boundary of the hole with a smaller diameter and the end face of the hub connected to the opposite wall of the waveguide along the boundary of the hole of larger diameter and having electrical contact with it. The inner diameter of the cone concentrator in the region of the gap z coincides with the diameter of the hole in the wide wall of the waveguide adjacent to the end of the concentrator. The optimal matching corresponding to the maximum microwave energy transfer coefficient to the plasma corresponds to the range of ratios of the diameters of the base D and the vertex d of the truncated conical concentrator D / d from 1.1 to 5 and the gap value z in the range from λ / 50 to λ / 5, where λ - the wavelength of the used source of microwave oscillations in vacuum.

Вторым признаком, характеризующим изобретение, является наличие в плазматроне терминирующего плазму устройства, при помощи которого достигается обрыв плазменного столба в заданном поперечном сечении трубки-реактора. Этим обеспечивается однонаправленное распространение поверхностной плазменной волны вдоль плазменного столба и тем самым задается направление распространения плазмы в трубке-реакторе. Терминирующее устройство представляет собой открытый с одной стороны резонатор коаксиального типа, образованный отрезками металлических трубок, соединенных между собой задней стенкой из токопроводящего материала так, что длина внутреннего отрезка трубки L с погрешностью не более 5% от рабочей длины волны λ равна N*λ/4, где N - нечетное число. Резонатор расположен поверх трубки-реактора, коаксиально с ней так, что трубка-реактор проходит внутри резонатора. Действие терминирующего устройства основано на том, что в результате деструктивной интерференции возбуждающей и отраженной от задней стенки резонатора волн напряженность СВЧ поля вблизи свободного конца внутренней трубки коаксиального резонатора минимальна. Малая напряженность электрического СВЧ поля, недостаточная для поддержания плазмы, приводит к обрыву плазменного столба, что делает невозможным распространение плазмы в трубке-реакторе в сторону задней стенки терминирующего резонатора.The second feature that characterizes the invention is the presence in the plasmatron of a plasma terminating device, with the help of which a break in the plasma column is achieved in a given cross section of the reactor tube. This ensures the unidirectional propagation of the surface plasma wave along the plasma column and thereby sets the direction of plasma propagation in the reactor tube. The termination device is a coaxial type resonator open on one side, formed by pieces of metal tubes connected to each other by a back wall of conductive material so that the length of the inner tube segment L with an error of no more than 5% of the working wavelength λ is N * λ / 4 where N is an odd number. The resonator is located on top of the reactor tube, coaxial with it so that the reactor tube passes inside the resonator. The action of the termination device is based on the fact that as a result of destructive interference between the exciting and reflected from the back wall of the wave resonator microwave field strength near the free end of the inner tube of the coaxial resonator is minimal. The low intensity of the microwave electric field, insufficient to maintain the plasma, leads to the breakdown of the plasma column, which makes it impossible for the plasma to propagate in the reactor tube towards the rear wall of the termination resonator.

В зависимости от преимущественного назначения плазматрона терминирующий резонатор коаксиального типа располагают относительно волновода с трубкой-реактором двумя способами.Depending on the preferred purpose of the plasmatron, the coaxial termination resonator is positioned relative to the waveguide with the reactor tube in two ways.

Вариант 1, оптимальный для плазмохимических процессов, протекающих при пониженном давлении, когда нагрев стенок трубки-реактора плазмой не приводит к их термическому разрушению. В этом случае длина плазменного столба может достигать нескольких метров. Предпочтительным для этого варианта с точки зрения оптимальной передачи СВЧ энергии плазме является присоединение внешней трубки терминирующего резонатора снаружи к широкой стенке волновода со стороны отверстия меньшего диаметра d. Столб плазмы, возникшей в трубке-реакторе, выходит наружу от точки приложения СВЧ поля в зазоре z в сторону отверстия большего диаметра D, проходя через рупорное расширение, образованное внутренней поверхностью концентратора, формирующего зазор z, как это схематично показано на рисунке 1.Option 1, optimal for plasma-chemical processes occurring under reduced pressure, when heating the walls of the tube-reactor with plasma does not lead to their thermal destruction. In this case, the length of the plasma column can reach several meters. Preferred for this option from the point of view of optimal transfer of microwave energy to the plasma is the connection of the outer tube of the termination resonator from the outside to the wide wall of the waveguide from the side of the hole of smaller diameter d. A column of plasma arising in the reactor tube extends outward from the point of application of the microwave field in the gap z to the side of the hole with a larger diameter D, passing through the horn extension formed by the inner surface of the concentrator forming the gap z, as shown schematically in Figure 1.

Вариант 2, оптимальный для плазмохимических процессов, протекающих при давлениях близких к атмосферному. В этом случае температура газа в плазме велика, и контакт плазмы со стенкой трубки приводит к ее термическому разрушению. Поэтому плазмообразующий газ подают в закрученном относительно оси трубки-реактора режиме. Закрутка центрирует плазму на оси трубки-реактора и тем самым препятствует ее контакту со стенками. Для этого варианта технологического плазматрона важным фактором является возможность доступа подложки к области плазменной струи с максимальной температурой, которая быстро убывает с расстоянием от точки приложения СВЧ поля в зазоре z. Поэтому предпочтительным для этого варианта является присоединение терминирующего резонатора снаружи к широкой стенке волновода со стороны отверстия большего диаметра D, как это схематично показано на рисунке 2.Option 2, optimal for plasma-chemical processes occurring at pressures close to atmospheric. In this case, the gas temperature in the plasma is high, and the contact of the plasma with the tube wall leads to its thermal destruction. Therefore, the plasma-forming gas is supplied in a swirling mode relative to the axis of the tube-reactor. The swirl centers the plasma on the axis of the reactor tube and thereby prevents its contact with the walls. For this version of the technological plasmatron, an important factor is the possibility of substrate access to the region of the plasma jet with a maximum temperature, which rapidly decreases with distance from the point of application of the microwave field in the gap z. Therefore, it is preferable for this option to attach a terminating resonator from the outside to a wide waveguide wall from the side of the hole with a larger diameter D, as shown schematically in Figure 2.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Рисунок 1. СВЧ плазматрон для возбуждения плазмы на поверхностной волне при пониженном давлении плазмообразующего газа.Figure 1. Microwave plasmatron for exciting plasma on a surface wave under reduced pressure of a plasma-forming gas.

Рисунок 2. СВЧ плазматрон для возбуждения плазмы на поверхностной волне при давлениях близких к атмосферному.Figure 2. Microwave plasmatron for excitation of a plasma on a surface wave at pressures close to atmospheric.

1 - металлический СВЧ волновод прямоугольного сечения; 2 - концентратор электрического СВЧ поля; 3 - диэлектрическая трубка-реактор; 4 - плазма; 5 - терминирующий плазму резонатор коаксиального типа.1 - metal microwave waveguide of rectangular cross section; 2 - a concentrator of an electric microwave field; 3 - dielectric tube reactor; 4 - plasma; 5 - plasma terminating resonator of the coaxial type.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Как может быть осуществлено изобретение с реализацией указанного заявителем назначения.How the invention can be implemented with the implementation of the destination indicated by the applicant.

Пример 1. Плазматрон на поверхностной плазменной волне для работы при пониженном давлении плазмообразующего газа. Пусть требуется возбудить плазменный столб в потоке кислорода внутри трубки с внутренним диаметром 16 мм и толщиной стенки 2 мм при давлении 5 кПа. Для этого в медном прямоугольном волноводе с внутренним сечением 45*90 мм возбуждаем СВЧ волну H01 при помощи магнетрона, работающего на частоте 2450 МГц (соответствующая этой частоте длина волны в вакууме, λ=122 мм). В конструкции плазматрона, схематично представленной на рисунке 1, задаем следующие габариты деталей: D=40 мм, d=22 мм, L=30 мм. Величину зазора z делаем равной 12 мм. При мощности магнетрона 1-5 кВт, в трубке возникает плазменный столб длиной 200-700 мм.Example 1. Plasmatron on a surface plasma wave for operation under reduced pressure of a plasma-forming gas. Suppose that you want to excite a plasma column in an oxygen stream inside a tube with an inner diameter of 16 mm and a wall thickness of 2 mm at a pressure of 5 kPa. To do this, in a rectangular copper waveguide with an internal cross section of 45 * 90 mm, we excite the microwave wave H 01 using a magnetron operating at a frequency of 2450 MHz (the wavelength in vacuum corresponding to this frequency is λ = 122 mm). In the plasmatron design, schematically shown in Figure 1, we set the following dimensions of the parts: D = 40 mm, d = 22 mm, L = 30 mm. The gap value z is equal to 12 mm. With a magnetron power of 1-5 kW, a plasma column of 200-700 mm long appears in the tube.

Пример 2. Плазматрон на поверхностной плазменной волне для работы при давлении плазмообразующего газа близком к атмосферному. Пусть требуется возбудить плазменный столб в потоке кислорода внутри трубки с внутренним диаметром 16 мм и толщиной стенки 2 мм при давлении 100 кПа. Для этого в медном прямоугольном волноводе с внутренним сечением 45*90 мм возбуждаем СВЧ волну H01 при помощи магнетрона, работающего на частоте 2450 МГц (соответствующая этой частоте длина волны в вакууме, λ=122 мм). В конструкции плазматрона, схематично представленной на рисунке 2, задаем следующие габариты деталей: D=40 мм, d=22 мм, L=30 мм. Величину зазора z делаем равной 12 мм. В трубку подаем кислород с закруткой потока вокруг оси трубки. При мощности магнетрона 1-5 кВт, на выходе из трубки возникает плазменный столб протяженностью 120-100 мм.Example 2. Plasmatron on a surface plasma wave for operation at a plasma-forming gas pressure close to atmospheric. Suppose that you want to excite a plasma column in an oxygen stream inside a tube with an inner diameter of 16 mm and a wall thickness of 2 mm at a pressure of 100 kPa. To do this, in a rectangular copper waveguide with an internal cross section of 45 * 90 mm, we excite the microwave wave H 01 using a magnetron operating at a frequency of 2450 MHz (the wavelength in vacuum corresponding to this frequency is λ = 122 mm). In the plasmatron design, schematically shown in Figure 2, we set the following dimensions of the parts: D = 40 mm, d = 22 mm, L = 30 mm. The gap value z is equal to 12 mm. We supply oxygen to the tube with a flow swirl around the axis of the tube. With a magnetron power of 1-5 kW, a plasma column with a length of 120-100 mm appears at the exit from the tube.

Claims (5)

1. Устройство для возбуждения протяженных разрядов в потоках газов, включая источник электромагнитных СВЧ-колебаний, сопряженный с металлическим волноводом прямоугольного сечения, с двумя расположенными напротив отверстиями в центре широких стенок с размещенным внутри волновода концентратором электрического поля в виде полого, токопроводящего усеченного конуса с диаметрами оснований D и d (D>d), имеющего электрический контакт с одной широкой стенкой волновода по границе отверстия большего диаметра и зазор z между торцом основания с меньшим диаметром и противоположной стенкой волновода, диэлектрическую трубку-реактор с протекающем через нее потоком газа, проходящую поперек волновода через концентратор и отверстие в противоположной широкой стенке, отличающееся тем, что, с целью создания в трубке-реакторе плазмы в виде протяженного столба, поддерживаемого за счет возбуждения в нем поверхностных плазменных волн, величина зазора z лежит в интервале значений от λ/50 до λ/5, где λ - длина волны используемого источника СВЧ-колебаний в вакууме.1. A device for exciting extended discharges in gas flows, including a microwave electromagnetic source coupled to a rectangular metal waveguide with two opposite openings in the center of the wide walls and an electric field concentrator located inside the waveguide in the form of a hollow, conductive truncated cone with diameters of the bases D and d (D> d) having electrical contact with one wide wall of the waveguide along the boundary of the hole of larger diameter and the gap z between the end of the base with less diameter and opposite wall of the waveguide, a dielectric tube-reactor with a gas stream flowing through it, passing across the waveguide through a hub and an opening in the opposite wide wall, characterized in that, in order to create a plasma in the tube-reactor in the form of an extended column supported by due to the excitation of surface plasma waves in it, the gap value z lies in the range from λ / 50 to λ / 5, where λ is the wavelength of the used microwave oscillation source in vacuum. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отношение диаметров оснований полого конусного концентратора D/d лежит в интервале значений от 1,1 до 5.2. The device according to claim 1, characterized in that the ratio of the diameters of the bases of the hollow conical concentrator D / d lies in the range from 1.1 to 5. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью принудительного обрыва плазменного столба в заданном поперечном сечении трубки-реактора и тем самым создания однонаправленного режима распространения поверхностной плазменной волны в плазменном столбе с внешней стороны волновода, поверх диэлектрической трубки-реактора с плазмой коаксиально располагают терминирующее плазменный столб устройство в виде открытого с одной стороны резонатора коаксиального типа, выполненного в виде двух отрезков токопроводящих трубок, соединенных между собой токопроводящим основанием, так, что длина внутреннего отрезка трубки L с погрешностью не более 5% от величины длины волны используемого источника СВЧ-колебаний в вакууме λ равна N·λ/4, где N - нечетное число.3. The device according to claim 1, characterized in that, in order to forcibly break off the plasma column in a given cross section of the reactor tube and thereby create a unidirectional propagation mode of the surface plasma wave in the plasma column from the outside of the waveguide, on top of the dielectric tube reactor a plasma column terminating device is coaxially placed in the form of a coaxial type resonator open on one side, made in the form of two pieces of conductive tubes connected between a conductive base, so that the length of the inner tube segment L with an error of not more than 5% of the wavelength of the used microwave oscillation source in vacuum λ is N · λ / 4, where N is an odd number. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что терминирующий плазму резонатор коаксиального типа подведен открытой стороной снаружи к волноводу со стороны широкой стенки, образующей зазор z с концентратором так, что внешняя трубка резонатора имеет электрический контакт с ней.4. The device according to claim 3, characterized in that the plasma terminating resonator of the coaxial type is connected with the open side from the outside to the waveguide from the side of the wide wall forming a gap z with the concentrator so that the outer resonator tube has electrical contact with it. 5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что терминирующий плазму резонатор коаксиального типа подведен открытой стороной снаружи к волноводу со стороны широкой стенки, соединенной с концентратором так, что внешняя трубка резонатора имеет электрический контакт с ней. 5. The device according to claim 3, characterized in that the plasma terminating resonator of the coaxial type is connected with the open side from the outside to the waveguide from the side of the wide wall connected to the concentrator so that the outer resonator tube has electrical contact with it.
RU2011110368/07A 2011-03-21 2011-03-21 Device for exciting and maintaining microwave discharges in plasma chemical reactors RU2468544C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011110368/07A RU2468544C1 (en) 2011-03-21 2011-03-21 Device for exciting and maintaining microwave discharges in plasma chemical reactors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011110368/07A RU2468544C1 (en) 2011-03-21 2011-03-21 Device for exciting and maintaining microwave discharges in plasma chemical reactors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011110368A RU2011110368A (en) 2012-09-27
RU2468544C1 true RU2468544C1 (en) 2012-11-27

Family

ID=47078003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011110368/07A RU2468544C1 (en) 2011-03-21 2011-03-21 Device for exciting and maintaining microwave discharges in plasma chemical reactors

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2468544C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2522636C1 (en) * 2013-02-07 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Microwave plasma converter
RU2601290C1 (en) * 2015-04-13 2016-10-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) Microwave plasmatron

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5389153A (en) * 1993-02-19 1995-02-14 Texas Instruments Incorporated Plasma processing system using surface wave plasma generating apparatus and method
US5597624A (en) * 1995-04-24 1997-01-28 Ceram Optic Industries, Inc. Method and apparatus for coating dielectrics
WO1999004608A1 (en) * 1997-07-16 1999-01-28 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Device for exciting a gas by surface wave plasma
US6224836B1 (en) * 1997-04-25 2001-05-01 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Device for exciting a gas by a surface wave plasma and gas treatment apparatus incorporating such a device
RU2393988C1 (en) * 2009-04-06 2010-07-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет Device for plasma-chemical conversion of hydrocarbon gas
US7799119B2 (en) * 2004-12-23 2010-09-21 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Microwave plasma exciters

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5389153A (en) * 1993-02-19 1995-02-14 Texas Instruments Incorporated Plasma processing system using surface wave plasma generating apparatus and method
US5597624A (en) * 1995-04-24 1997-01-28 Ceram Optic Industries, Inc. Method and apparatus for coating dielectrics
US6224836B1 (en) * 1997-04-25 2001-05-01 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Device for exciting a gas by a surface wave plasma and gas treatment apparatus incorporating such a device
WO1999004608A1 (en) * 1997-07-16 1999-01-28 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Device for exciting a gas by surface wave plasma
US7799119B2 (en) * 2004-12-23 2010-09-21 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Microwave plasma exciters
RU2393988C1 (en) * 2009-04-06 2010-07-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет Device for plasma-chemical conversion of hydrocarbon gas

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2522636C1 (en) * 2013-02-07 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Microwave plasma converter
RU2601290C1 (en) * 2015-04-13 2016-10-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) Microwave plasmatron

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011110368A (en) 2012-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107801286B (en) Microwave plasma excitation system based on dielectric barrier discharge pre-ionization
KR100549678B1 (en) Plasma device and plasma generating method
JP5243457B2 (en) Top plate of microwave plasma processing apparatus, plasma processing apparatus and plasma processing method
US8736174B2 (en) Plasma generation device with split-ring resonator and electrode extensions
CN101346032A (en) Barometric pressure microwave plasma generation device
JP6153118B2 (en) Microwave plasma processing equipment
KR101048942B1 (en) Microwave Plasma Processing Apparatus and Method of Using Microwave Plasma Processing Apparatus
JP4916776B2 (en) Blowout type microwave excitation plasma processing equipment
CN201230400Y (en) Atmosphere pressure microwave plasma producing device
JPH0395899A (en) Microwave plasma generating device
RU2468544C1 (en) Device for exciting and maintaining microwave discharges in plasma chemical reactors
JP4953163B2 (en) Microwave excitation plasma processing equipment
US12022601B2 (en) Adapter shaping electromagnetic field, which heats toroidal plasma discharge at microwave frequency
CN106469641B (en) A kind of vacuum-ultraviolet light source device
RU183873U1 (en) Microwave plasmatron
US9265138B2 (en) Electromagnetic waveguide and plasma source
US8829770B2 (en) Electrode cooling system in a multi-electrode microwave plasma excitation source
KR100798515B1 (en) Inductive plasma source having external discharge bridge
JPH03222298A (en) Microwave plasma trace element analyzing device
RU2153781C1 (en) Microwave plasma generator
JPH0693397B2 (en) Thermal plasma generator
JP2007095448A (en) Microplasma jet generator
RU2251824C1 (en) Microwave plasmatron
JP2009239320A (en) Microwave plasma treatment device
JPH11102901A (en) Microwave-excited dry etching equipment

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130322

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20150320

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160322

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20161220

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20170427

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190322