大面積電漿源之微波系統研究｜國立清華大學博碩士論文庫

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研究生：	林柏宏 Lin, Bo-Hung
論文名稱：	大面積電漿源之微波系統研究
指導教授：	張存續 Chang, Tsun-Hsu
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	理學院 - 物理學系 Department of Physics
論文出版年：	2010
畢業學年度：	98
語文別：	中文
論文頁數：	97
中文關鍵詞：	電漿源、微波、導波管
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本論文主要目的是為了設計出主要是研究高功率微波傳輸系統，應用於電漿機台，以增進電漿解離度與均勻度。並利用間接式，先將電磁場能量偶合入微波共振腔中，進行電磁場分析及可行性評估。
對微波電漿系統，要產生均勻電漿必先建立均勻的電磁場。本論文的重點課題在於利用清華大學物理系高頻電磁實驗室多年來的研究能量，發展大面積且均勻之電磁波，用來激發電漿，以期產生均勻的電漿源並應用於各種工業電漿製程。
本論文是利用 HFSS ( High Frequency Structure Simulator ) 模擬軟體來模擬和優化分波器 ( Power Divider ) 及模式耦合器 ( Mode Converter ) 的結構，試圖利用多點登陸的原理，將多個圓形極化模 TE11 打入一大面積的電漿源，以其達成更佳均勻的目的；未來還可運用在材料處理方面，處理大面積的材料，以達均勻加熱的價值。

第一章  緒論                                                01
第二章  文獻回顧                                            06
1 磁場發散式 ECR 電漿源            08
2 共振腔 - 多磁極式 ECR 電漿源                        10
3 平均分散式 ECR 電漿源                                13
4 狹縫天線式 ECR 電漿源                                16
5 平面式 ECR                                            19
6 TE01模式波導管型 ECR 電漿源                        20
第三章  ECR 原理與理論分析                            21
1 微波能量之耦合及轉移                                    25
2 微波加熱自由電子                                        26
2.l 焦耳加熱機制                                        27
2.1.1 電漿導電係數                                    28
2.1.2 微波能量之耦合                                29
2.2 右旋波加熱機制                                    32
2.2.1 單一粒子運動模型                                33
2.2.2 微波能量之耦合                                36
2.2.3 電漿波傳遞模型                                40
第四章  研究分析與數值模擬                                45
1 微波分波器                                                46
1.1 無損耗性分波器                                    50
1.2 電阻性的 T 形分波器                                51
2 微波模式轉換耦合器                                    57
3 圓形極化耦合器                                            63
3.1 極化率                                                67
3.2 振幅效應                                            69
3.3 相位差效應                                            70
3.4 頻寬效應                                            70
3.5 耦合器的製作                                        71
4 石英玻璃微波窗                                            77
4.1 研究概論                                            78
4.2 計算模型與設計方法                                83
4.3 計算結果                                            87
4.4 研究成果                                            90
5 喇叭放大器                                                91
第五章  結論                                                94
第六章  參考資料                                            95

                                

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