Výbojové zdroje plazmatu s podporou magnetického pole

Abstract

Main aim of this work was measurement of a floating potential fluctuations in the cylindrical magnetron in classical configuration in neon. Two Langmuir probes were used for measurement of wave vector. The following values were measured: pressure p in range 1-7 Pa, magnetic induction B in range 10-40 mT, discharge current I in range 5-100 mA, discharge voltage U and floating potential Uf. Fluctuations were described by dependencies of power spectral density on frequency S(f) and by histograms S(k,f), where k is wave vector. Several discharge modes were observed in the magnetron. These are characterized by different values of discharge voltage, electric field in positive column, magnitude of the floating potential etc. The discharge conditions, where peaks were observed in spectra, were determined. Only one peak with frequency in range 4-16 kHz was mostly observed. Most of these peaks had zero wave vector in histogram S(k,f), i.e. the floating potential synchronously oscillated in the whole discharge area. For some discharge conditions histograms with non-zero wave vector for noise background were observed.

Cílem této práce bylo proměřit vlastnosti fluktuací plovoucího potenciálu ve válcovém magnetronu v klasickém zapojení v neonu. K měření byla použita dvojice Langmuirových sond. Byly měřeny veličiny: tlak p v rozsahu 1-7 Pa, velikost indukce magnetického pole B v rozsahu 10-40 mT, výbojový proud I v rozsahu 5-100mA, výbojové napětí U a plovoucí potenciál Uf. Fluktuace byly popisovány pomocí závislosti spektrální výkonové hustoty na frekvenci S(f) a pomocí histogramu S(k,f), který navíc ukazuje závislost na vlnovém vektoru k. V magnetronu bylo pozorováno více módů výboje. Tyto módy se dají rozlišit například pomocí hodnoty plovoucího potenciálu. Byly určeny výbojové podmínky, kdy se ve spektru S(f) nachází pík. Ve většině případů byl pozorován pouze jeden pík s frekvencí v rozsahu 4-16 kHz. Většina těchto píků měla v histogramu S(k,f) nulový vlnový vektor, tj. plovoucí potenciál synchronně kmital na dané frekvenci v celém magnetronu. Pro některé výbojové podmínky byly pozorovány histogramy s nenulovým vlnovým vektorem pro spektrální pozadí (šum).