氙离子推力器放电室等离子体参数测量

论述了离子推力器的工作过程,同时介绍了静电探针的测量原理,设计制作了用于诊断离子推力器放电室等离子体特性的双探针测量系统.装置用于氙离子推力器放电室等离子体测量,获得了放电室等离子体参数(电子温度、离子密度等)与推力器工作参数之间的变化关系.     

静电离子探针在气体放电磁化等离子体参数测量中的应用

为测量气体放电磁化等离子体离子参数,建立了一套静电离子探针诊断系统,进行了从近芯部到边缘区的离子温度分布的测量,结果与常规朗缪尔探针对电子参数的测量结果吻合。     

静电离子探针在气体放电磁化等离子体参数测量中的应用

为测量气体放电磁化等离子体离子参数，建立了一套静电离子体探针诊断系统，进行了从近芯部到边绷区的离子温度分布的测量，结果与常规朗缪尔探针对电子参数的测量结果吻合。     

张衡一号空间电场探测仪设计

张衡一号空间电场探测仪为我国首发电磁监测试验卫星 (CSES) 主载荷。基于探测原理以及与轨道等离子体环境电势耦合模型, 论述了张衡一号双探针式空间电场探测仪设计基本原则和依据;针对不同的轨道等离子体环境条件和鞘层厚度, 阐述了相应的球形探针收集电流、相对耦合电势及鞘层阻抗的数学表达, 分析了该探测仪电场探测精度的影响因素以及主动偏置电流效应, 研究表明, 对于CSES飞行轨道环境条件, 采用施加负向偏置电流, 可使得探针鞘层阻抗小于1×10⁵Ω, 从而提高空间电场探测精度;研究了张衡一号空间电场探测仪探针间耦合电势差测量等效电路模型和球形探针最小几何半径设计约束条件, 结果表明, 对于CSES飞行轨道通常等离子体环境条件, 当球形探针几何半径r ≥ 3×10^-2m时, 可实现两球形探针电势差测量偏差系数α ≤ 10^-6的设计要求。在以上基础上, 叙述了张衡一号空间电场探测仪球形探针结构与电子学设计, 并简述了探测系统主要组成、工作模式和频段等。     

射频离子源朗缪尔双探针设计

射频离子源具有的复杂电磁环境会干扰甚至使得朗缪尔单探针无法准确获得等离子体参数。双探针具有对等离子体的干扰较小,不需要参考电位等优点,因此更加适用于射频离子源下的等离子体诊断。为了使得朗缪尔双探针更加精确地测量电子温度与离子密度,必需在测量电路中增加针对干扰源频率的滤波电路系统。本文针对射频离子源等离子体诊断设计了探针测量电路,并进行了仿真计算和分析,结果表明:探针的抗干扰能力与测量精度均具有明显的改善。     

双探针原子力显微镜针尖对准方法研究

双探针对顶测量可以有效地消除传统原子力显微镜（AFM）的探针形状对关键尺寸（CD）测量的影响。测量前需要将两个探针针尖（A和B）接触到一起作为测量零点,为实现双探针纳米级对准,提出一种渐进式平面扫描方法。首先,通过视觉图像引导两个探针对准到1μm以内。然后,两个探针继续接近,同时探针A在YOZ平面内对探针B扫描成像,并逐步缩小扫描范围和扫描步进,得到其针尖的纳米级坐标（Y_B,Z_B）。最后,将探针A在Y和Z方向分别移动至Y_B和Z_B,在X方向继续接近探针B直至两探针接触。实验证明,该方法可有效地实现双探针对准,且对准精度为10 nm。     

铝合金等离子体淹没离子注入氮层组织及其耐磨性

用等离子体淹没离子注入技术向硬铝ＬＹ１２和锻铝ＬＤ１０注入氮离子，剂量范围为２×１０＾１７～１×１０＾１８Ｎ＾＋－ｃｍ＾－２，并用Ａｕｇｅｒｙ谱（ＡＥＳ）及透射电镜（ＴＥＭ）分析注入层的浓度分析及组织结构，利用机械性能显微探针测量注入层的纳米硬度，进行了磨损试验，氮离子注入到铝合金中能形成细小弥散的ＡｌＮ析出相，显著提高合金表层纳米硬度，耐磨随着注入剂量的增加而提高。     

10GΩ在片高值电阻溯源实验

为解决在片高值电阻参数的溯源问题,组建了一套可溯源的在片高值电阻测量系统,并提出针对该系统的量值溯源方案,实现了在片高值电阻到常规同轴形式标准高值电阻的溯源。组件的测量系统通过额外的探针和线缆将同轴形式的标准电阻器接口延伸至探针末端,使用在片直通对接线将对应探针短接,形成同轴-在片-同轴形式的测量回路,从而将在片测量值与同轴端测量值联系起来,同时给出了保守的不确定度评估方法。使用组建的测量系统进行在片高值电阻溯源实验,实验数据显示在10GΩ点的相对扩展不确定度为0.3%(k=2)。     

放电室等离子体诊断朗缪尔探针设计分析

放电室是离子推力器的核心部件,国外开展离子推力器放电室等离子体诊断的实验研究工作较早也较成熟,目前国内开展离子推力器放电室的等离子体参数诊断相关实验研究较少。应用朗缪尔探针可诊断离子推力器放电室等离子体的参数,介绍了朗缪尔探针的基本原理及数据处理并设计了一种用于离子推力器放电室等离子诊断的朗缪尔探针,说明了朗缪尔探针诊断误差的影响因素并提出了相应的处理方法。     

改进型分离规

本文描述了一种用于超高真空测量的改进型分离规的设计和特性。栅网的开端结构可防止直接打到离子收集极的ｘ射线，除了那些各电极上反射的少数间接的ｘ射线以外。在相当于残余气体１毫安电子流时，灵敏度系数约为８．３×１０－２Ｐａ－１（１１托－１）。可实现的压强测量范围在 １×１０－６到９×１０－１０Ｐａ（１× １０－８到 ７× １０－ １２托）。业已证实，这种规管的ｘ射线极限低于裸体 Ｂ－Ａ规。文章还叙述了通过把帽电极装在栅网顶部的简化方法，可用于高真空压强测量的改进型规管设计。     

等离子体鞘层中朗缪尔探针吸收离子电流理论的数值模拟

为了研究朗缪尔静电圆柱型探针半径对等离子体密度测量的影响以及鞘层空间电势分布等特性,在非热平衡条件下采用等离子体鞘层中探针吸收离子模型,对朗缪尔静电探针周围等离子体鞘层空间中的修正玻姆电流、OML理论鞘层空间电势分布、ABR理论鞘层空间电势分布、BRL理论鞘层空间电势分布以及三种理论对应的探针吸收离子电流进行了系统的数值模拟研究。计算结果显示,电子温度和等离子体密度对ABR理论鞘层空间电势分布存在显著影响,离子温度小于0.1倍电子温度时离子的温度效应对BRL理论鞘层空间电势分布的影响可以忽略;探针半径为1~3倍德拜长度时,OML理论、ABR理论及BRL理论预测的归一化离子电流近似相等,即三种理论给出近似相等的等离子体密度。     

上海EBIT装置低温超导段超高真空系统

介绍了上海电子束离子阱实验装置(EBIT)低温超导段常温和低温的真空获得系统设计,通过溅射离子泵和低温冷面的冷凝抽气系统达到了所需真空要求。系统的真空调试结果表明,常温下极限真空达到10-6 Pa,液氦低温下在离子阱外围区域测量值是5×10-8 Pa。离子阱区的压力是通过建立区域气体流动模型计算得到。结果预示,在离子捕集区真空度能达到10-10 Pa的设计指标。     

单离子计数技术

用单离子计数法可以测量极微弱的电流(1×10~(-18)A 以下)。本文说明了单离子计数的原理,讨论了限制测量范围的因素,并描述了几种用于单离子计数的倍增器。     

掺镝的氟锆酸盐玻璃的光谱

测量了氟锆酸盐玻璃中Dy3+离子的吸收光谱和荧光光谱,得到了Dy3+离子的J-O参量Ωt,Ω2=3.29×10 20cm2,Ω4=1.56×10 20cm2,Ω6=2.48×10 20cm2.计算了氟锆酸盐玻璃中Dy3+离子的发射特性,Dy3+离子1.3μm发射的6F11/2(6H9/2)→6H15/2跃迁的发射截面σe=0.62×10-20cm2.研究了Dy3+离子浓度对其荧光强度的影响,当Dy3+离子掺杂浓度(摩尔分数)超过1.5%时,发生了浓度淬灭效应.     

应用双头电导探针技术测量 气液两相泡状流局部参数

本文研究应用双头电导探针技术测量气泡局部参数,从而揭示了气液两相泡状流的内部流动规律。成功地设计了一种能够快速可靠测量气泡局部统计参数,包括空隙率、气泡速度、气泡尺寸、界面浓度等的电导探针系统。发现探针尖部的导通距离、沿流动方向两探针间的距离和两个探针针尖的间隙是设计电导探针的关键尺寸。     

离子推力器放电室等离子体电势诊断方案研究

放电室是离子推力器核心部件,目前国内尚未开展离子推力器的等离子体参数诊断工作。应用发射探针诊断离子推力器放电等离子体的参数,介绍了发射探针诊断等离子体电势的原理,发射探针诊断离子推力器放电室等离子体的方案及探针系统的组成。说明了数据处理方法和探针诊断的影响因素。     

张衡一号空间电场探测仪设计北大核心CSCD

张衡一号空间电场探测仪为我国首发电磁监测试验卫星(CSES)主载荷。基于探测原理以及与轨道等离子体环境电势耦合模型,论述了张衡一号双探针式空间电场探测仪设计基本原则和依据;针对不同的轨道等离子体环境条件和鞘层厚度,阐述了相应的球形探针收集电流、相对耦合电势及鞘层阻抗的数学表达,分析了该探测仪电场探测精度的影响因素以及主动偏置电流效应,研究表明,对于CSES飞行轨道环境条件,采用施加负向偏置电流,可使得探针鞘层阻抗小于1×105Ω,从而提高空间电场探测精度;研究了张衡一号空间电场探测仪探针间耦合电势差测量等效电路模型和球形探针最小几何半径设计约束条件,结果表明,对于CSES飞行轨道通常等离子体环境条件,当球形探针几何半径r3×10-2m时,可实现两球形探针电势差测量偏差系数α!10-6的设计要求。在以上基础上,叙述了张衡一号空间电场探测仪球形探针结构与电子学设计,并简述了探测系统主要组成、工作模式和频段等。     

利用朗缪尔双探针诊断电弧离子镀等离子体参数

本文利用朗缪尔双探针对电弧离子镀等离子体进行了诊断.双探针具有收集电流小的优点(小于离子饱和电流),可以避免探针在高密度电弧离子镀等离子体中被烧坏.利用离散傅里叶变换(DFT)对测量曲线进行平滑,有效地克服了电弧离子镀等离子体放电所固有的强烈波动.探针端部设计能够避免由薄膜沉积造成的探针与支撑杆短路问题.实验结果表明,等离子体密度随着弧电流和气压的增加而增加,而电子温度随着弧电流和气压变化不明显.另外,使用双靶放电等离子体密度和电子温度高于单靶放电.这些结果提供了电弧离子镀等离子体的基本参数,对于材料涂层工艺研究具有积极意义.     

一种新型罗丹明席夫碱(RHBS)制备及多功能性研究

以罗丹明B酰肼、3-溴水杨醛为原料,通过活性氨基与醛基的缩合反应,制备了一种新型罗丹明B席夫碱化合物(RHBS)。该化合物作为配体与锌离子配位,可得到新的红光发光材料[RHBS-Zn(Ⅱ)];作为荧光探针,可实现锌离子高灵敏选择性。通过核磁共振氢谱、红外光谱、紫外光谱、荧光光谱对席夫碱配体RHBS及配合物[RHBS-Zn(Ⅱ)]进行了结构和性能的分析。结果分析表明:锌离子以1∶1的方式与配体RHBS上亚氨基的N原子、羰基中的O原子及酚基中的O原子配位,形成锌离子配合物[RHBS-Zn(Ⅱ)]。在556 nm光的激发下,配合物在587 nm处有明显的特征红色荧光产生,且配合物的发光荧光量子产率达15.1%。同时,在587 nm处,不受其它离子干扰,对Zn(Ⅱ)具有高的荧光探针选择性,是Zn(Ⅱ)很好的荧光探针检测材料。     

冷阴极电离真空规中离子能量的分析

利用１２７°电子能且分析器，测量了冷规内部在低压潘宁放电时的离子能量分布。在压强为２．５× １０－４托、冷规阳极电压为１．６千伏时，得到冷规的轴上电位仅３００伏，离子能量峰值的位置为３５７ 电子伏，半宽度为２２电子伏。在３．０× １０－４托时观察到了放电模式的变化。