Aktive Plasmaresonanzspektroskopie: Funktionalanalytische Auswertung eines fluiddynamischen Modells der Impedanzsonde

Michael Friedrichs, Jens Oberrath, Thomas Mussenbrock, Ralf Peter Brinkmann

DPG Früh­jahrs­ta­gung 2012, Stutt­gart, Ger­ma­ny, March 12-16


Abstract

Mit der aktiven Plasmaresonanzspektroskopie exisitert eine Methode zur industriekompatiblen Plasmadiagnostik, die in unterschiedlichen Bauformen realisiert wurde [1]. Die Impedanzsonde stellt eine einfache Bauform dieser Methode dar [2]. Sie besteht aus einer kugelförmigen Elektrode, über die ein hochfrequentes Signal in das Plasma eingekoppelt wird. Mit Hilfe eines Netzwerkanalysators kann die Impedanz als Systemantwort bestimmt werden und aus der wiederum Plasmaparameter wie z.B. die Elektronendichte.

Für die aktive Plasmaresonanzspektroskopie kann ein allgemeines, fluiddynamisches Modell hergeleitet werden. Auf der Basis funktionalanalytischer Methoden ist dieses Modell allgemein lösbar. Die konkrete Lösung des Modells für eine bestimmte Sondenbauform ist von der Geometrie der Sonde abhängig. Im Fall der idealisierten Impedanzsonde handelt es sich um ein kugelsymmetrisches Problem. Dies erlaubt die Berechnung der Eigenzustände des Systems und damit die analytische Auswertung der Systemantwort.

[1] Braithwaite et al., Plasma Sources Sci. Technol. 18 , 014008 [2] D.N Walker et al., Phys. Plasmas 17, 113503 (2010)

Tags: Aktive Resonanzspektroskopie, fluiddynamische, Impedanzsonde