时间分辨等离子体探针诊断技术的研究

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1、硕士学位论文时间分辨等离子体探针诊断技术的研究StudyofTime-·resolvedPlasmaProbeDiagnosisTechnique作者姓名：韭文兰学科、专业：笠离王佳物理麦些学号：21102010指导教师：陆文堪副教授完成日期：2Q!垒生墨目大连理工大学DalianUniversityofTechnology嘲鹋一大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体

2、已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。．若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：吐闻金羞笠离王体拯钍诊逝拉本的盟究作者签名：聋窒丝日期：—啦年—￡月—崖蛔大连理工大学硕士学位论文摘要为了解决脉冲放电等周期性放电等离子体参数的诊断问题，本文对Langmuir探针等离子体时间分辨诊断技术进行了研究。通过设计编写控制Langmuir探针触发采集和自动数据处理的LabVIEW程序，实现了周期性放电等离

3、子体的时间分辨诊断。与通常的快速扫描方法不同，本论文采用在每一扫描探针偏压下测量I-t曲线，记录全部数据，然后对数据矩阵进行转置得到各个时刻的I-V曲线的方法。与快速扫描相比，这种方法能够获得更高的时间分辨率，但是要求放电具有高重复精度周期性。由于周期性放电等离子体的广泛应用，本论文的方法具有十分现实的意义。为了获得更高的时间分辨率，我们对等效采样技术进行了研究，并与探针软硬件实现了整合。研究中首先设计制作了由程序控制的计数延时触发电路，用于探针系统后将诊断的最高时间分辨率由49s提高到了0．51xs。为了进

4、一步提高诊断的时间分辨率，文中提出了一种程控操作数据采集卡实现高时间分辨的等效采样方法。该方法基于顺序等效采样原理，通过按特定的规律降低数据采集卡的实时采样率，利用相邻实时采样率间的微小差实现。利用这种方法对100kHz的正弦波和方波信号进行测量的结果显示，信号波形重构正确、信噪比好、无失真，方波信号的上升沿和下降沿的细节描述清晰，最高时间分辨率可以达到12．5ns，程控操作数据采集卡实现高时间分辨等效采样方法的可行性得到了验证。此外，用程控计数延时触发电路与程控操作数据采集卡两种方法分别对50kHz和100

5、kHz的正弦波、方波、三角波信号进行采集，比较采集波形发现程控操作数据采集卡实现高时间分辨方法对波形恢复能力更强。将程控操作数据采集卡实现高时间分辨等效采样的方法应用于静电探针系统，对脉冲调制射频放电等离子体和负高压脉冲作用射频放电等离子体进行了诊断，获得了电子温度、电子密度等等离子体参数随时间周期性的变化规律，以及等离子参数在脉冲上升沿和下降沿附近的变化。关键词：数据采集卡；等效采样；顺序采样；高时间分辨；脉冲放电等离子体大连理工大学硕士学位论文StudyofTime-resolvedPlasmaProbe

6、DiagnosisTechniqueAbstractResearchontimeresolutiondiagnostictechniqueofplasmabasedontheLangmuirprobearedonetotacklethediagnosticproblemsofplasmaparametersunderperiodicdischargecircumstancesincludingthepulsedischarge．Diagnosisontimeresolutionofperiodicdischa

7、rgeplasmaismadebyusingaLabVIEWprogramwhichcontrolsthetriggereddataacquisitionofLangrnuirprobeandundergoesthedataprocessingautomatically．Inthepresentwork，I-tcurvesarerecordedforeveryscanningprobebias，andtheI-Vrelationsareobtainedbytransposingthedatamatrix．Am

8、uchhighertimeresolutionisachievedascomparedwithusingthefastscanningmethod；however，thedischarginghastobehighlyperiodic．Themethodadoptedinthisworkisofpracticalmeaninggiventhewideapplicationofperiodicdisc