Ленгмюровский зонд с системой питания и измерения

✔ Назначение

• Определение локальных параметров плазмы (температура электронов, концентрация ионов) в реальном времени,
• Контроль однородности плазмы по объёму камеры (благодаря аксиальному и радиальному перемещению зонда),
• Настройка и оптимизация режимов магнетронного распыления, плазмохимического осаждения или травления, создания термоядерной плазмы;
• Использование в научных лабораториях, центрах коллективного пользования, промышленных R&D-отделах.

✔ Описание

Измеряется величина тока на электроды, помещенные в плазму, в зависимости от величины приложенного пилообразного напряжения, то есть определяется зондовая вольтамперная характеристика (ВАХ). ВАХ позволяет определить локальные, в области нахождения электрода, параметры невозмущенной плазмы. При помощи встроенного математического аппарата вычисляется плотность плазмы и оценивается ее температура на основе измеренной ВАХ.

Система включает:

• Манипулятор на фланце KF40/CF40: с ходом 300 (опционально 500) мм и поворотом 360°, позволяет точно позиционировать вольфрамовые электроды в исследуемой зоне.
• Измерительный блок  генерирует пилообразное напряжение (1-100 В, 100 Гц, длительность 0,1-8 мс) и регистрирует ток на электроды.
• Блок питания и регистрации: обеспечивает гальваническую изоляцию до 1,5 кВ, имеет аналоговые выходы для подключения осциллографа (работа без ПК возможна).

Управление:

• Локально: с передней панели;
• Удалённо: по Ethernet (TCP/IP) через ПО под Windows.

Программное обеспечение (Windows):

• строит ВАХ,
• сглаживает данные с заданной полосой пропускания,
• аппроксимирует участки методом наименьших квадратов,
• вычисляет электронную температуру (Te) и концентрация ионов (ni) в реальном времени.

​​​​✔ Особенности

Работает в двух режимах:

• Двойной зонд: для высокочастотной и нестационарной плазмы (электроды гальванически изолированы от камеры),
• Одиночный зонд: относительно стенки камеры (для стационарных процессов).

Если в плазму вводятся два малых одинаковых электрода на близком расстоянии, и напряжение подается между ними, зонд Ленгмюра (Langmuir probe) работает в режиме двойного зонда. Такой режим установлен по умолчанию, он позволяет диагностировать параметры высокочастотной или нестационарной плазмы, практически не возмущая её, т.к. электроды полностью гальванически изолированы от разрядной камеры.

В режиме одиночного зонда пилообразное напряжение подается на электрод, который введен в плазму, относительно опорного электрода, которым может быть металлическая стенка разрядной камеры.

✔ Преимущества

• Минимальное возмущение плазмы: особенно в режиме двойного зонда;
• Гибкость применения:  работает как с ВЧ-, так и с импульсными и постоянными разрядами;
• Полная автономность: можно использовать без компьютера (через осциллограф);
• Точное пространственное сканирование: манипулятор даёт полный контроль над положением зонда;
• Российское производство: гарантия, сервис, поддержка.

✔ Технические параметры

• Тип зонда: Одиночный / двойной (по умолчанию);
• Материал электродов: Вольфрам;
• Ход манипулятора: 300 мм  (опционально 500 мм);
• Угол поворота: 360°;
• Фланец: KF40, CF40 (по заказу);
• Амплитуда сигнала: 1–100 В;
• Частота сигнала: 100 Гц;
• Длительность импульса: 0,1–8 мс;
• Гальваническая изоляция: до 1,5 кВ;
• Интерфейс управления: Ethernet (RJ-45), TCP/IP;
• Режим работы без ПК: Да (выходы для осциллографа);
• Питание: ~230 В, 50 Гц;
• Потребляемая мощность: ≤ 500 Вт;
• Корпус: Rack 3U, 19";
• Масса: ≤ 50 кг.