Bonn 2000 – wissenschaftliches Programm

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P: Plasmaphysik

P 12: Plasmadiagnostik II

P 12.2: Vortrag

Donnerstag, 6. April 2000, 14:30–14:45, HS IX

Untersuchungen zur elektrischen Feldstärkeverteilung in einer Mikrowellenentladung in Wasserstoff — •D. Luggenhölscher, U. Czarnetzki und H.F. Döbele — Universität GH Essen, Institut für Laser- und Plasmaphysik, Universitätsstr.5, 45117 Essen

Mikrowellenentladungen spielen eine wesentliche Rolle als Plasmaquellen in technischen Anwendungen wie z.B. Oberflächenmodifikation oder Beschichtung. Die Verteilung der elektrischen Feldstärke im Plasma bestimmt entscheidend die Elektronendichte- und energieverteilung sowie die Homogenität der Entladung. Die typische Größe der Feldstärkeamplitude liegt im Bereich um 100 V/cm und war damit bisher laserspektroskopischen Messungen nicht zugänglich. Die von uns kürzlich entwickelte Fluoreszenz-Dip-Spektroskopie erlaubt an atomarem Wasserstoff in niederfrequenteren Entladungen die Messungen auch kleiner Feldstärken bis hinunter zu 5 V/cm. Dabei wird das elektrische Feld aus der Stark-Aufspaltung hochliegender Rydberg-Zustände bestimmt. In diesem Beitrag wird nun die erste Anwendung dieser neuen Technik an einer Mikrowellenentladung bei 2,45 GHz in Wasserstoff vorgestellt. Die Messungen werden an einer kommerziellen Plasmaquelle (SLAN) vorgenommen. Das zylinderförmige Entladungsgefäß besitzt einen Durchmesser von 160 mm und eine Länge von 500 mm. Die Mikrowellenleistung liegt bei etwa 1 kW. Die Einkopplung der Mikrowelle erfolgt durch Antennenschlitze in einem Ringresonator. Die radiale Verteilung der elektrischen Feldstärke im Plasma wird im stationären Betrieb sowie in den Ein- und Abschaltphasen bei Pulsung orts- und zeitaufgelöst bestimmt und mit der plasmainduzierten Emission bei Balmer-α verglichen.