脉冲电子回旋共振(ECR)等离子体中的瞬态效应在以下方面具有重要的应用价值:等离子体加工行业、粒子加速器等。总部位于西班牙的ESS Bilbao正在进行一项关于这一主题的研究项目，这是一个与散裂中子产生和加速器技术相关的更大项目的一部分。离子源等离子体研究(T.I.P.S)试验台是一个ECR等离子体发生器，由2.45 GHz和3k W可调功率磁控管供电。这种功率磁控管被开发用于执行研究程序，专门用于与ECR离子源性能相关的等离子体物理学。
诊断设置
诊断设置使用许多免费的方法，如;用于入射和反射功率测量的定向耦合器、朗缪尔探针和真空紫外(VUV)光谱仪(图1)ECR等离子体。具体地说，它揭示了先前看到的等离子体击穿动力学瞬态效应的相似性，即旨在产生2.45 GHz微波放电的高频ECR离子源和经常用于产生单电荷、高电流离子束的多电荷离子。
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图1所示。时间分辨Langmuir探针和VUV光谱诊断的实验视图
朗缪尔探针系统
利用Langmuir探针系统，可以得到估计等离子体电子密度和温度的I-V曲线。探针的尖端是直径为0.5毫米、长度为6毫米的钨丝。为了研究瞬态效应，通过延时发生器将探针与vuv发射测量同步，并根据连续脉冲采集的数据建立I-V曲线。Hiden Analytical公司开发了Langmuir探针驱动电路(ESPion)，该电路能够在仅62.5 ns内获取单个I-V点，并重新装备自己，以处理14.6µs的数据。定时信号之间的抖动保持在小于200ns。
每个I-V曲线点表示在固定探头电压下接收到的100多个连续脉冲的平均探头电流。获取一个时间数据点对应的完整I-V曲线需要几分钟。利用麦克斯韦电子能量分布函数(EEDF)计算出电子温度Te由I-V曲线计算得出(图2)。
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图2。ESPion Langmuir探针I-V曲线。曲线(a)等离子体击穿对应的典型数据，曲线(b)稳态等离子体条件下(微波脉冲入射后15和60 μs)的典型数据
在微波耦合过程中，出现了一个20 eV的温度峰值，反射功率明显降低。该峰值逐渐减小，最终达到约5 eV的稳态温度，在平顶微波脉冲期间几乎保持恒定。电子密度稳定在1.5 × 10左右16米－3这一过程与击穿过程中等离子体的演化有关。这个因素被时间证明了VUV光谱测量，在那里看到了相同的峰值行为，并记录了莱曼带和莱曼-阿尔法发射。
这些信息已经从Hiden Analytical提供的材料中获得，审查和改编。亚博网站下载
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