Plasma Source ECR ion source에서 plasma가 켜지면 RF reflect가 심해집니다.
2020.12.27 15:04
안녕하세요 고려대학교 가속기과학과 김지수 학생입니다.
ECR ion source를 연구중인데 ECR chamber에 GAS를 주입하고 RF를 인가중 플라즈마가 켜지게 되면
RF Reflect가 엄청 많아집니다. RF 주파수를 위아래로 조절해 보아도 Rflect가 기본 base line처럼 깔려서 낮아지질 않네요
Plasma상태에 따라서 RF reflect가 많이 달라질까요? 달라진다면 어떤 plasma 상태를 만들어야 될까요?
댓글 2
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김곤호
2020.12.27 16:51
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답변에 감사드리며 저희가 사용하는 ECRis는 14GHz영역으로 waveguide는 시중에서 판매하는 정형화된 상품을 사용합니다.
답변이 많은 도움이 되었습니다. 플라즈마에 전자기파가 깊게 침투를 못했다는 것은 시그널제너레이터에서 주파수를 조절하여 공진점을 찾아도 plasma가 생성되면 플라즈마로 인해 필연적으로 반사가 생긴다는 말씀이시죠?
불과 몇주전까지만해도 반사가 심하지 않았는데 이번에 waveguide길이를 변경하면서 공진주파수 powermeter로 다시 찾고 다시 실험을위해 플라즈마를 켰더니 반사가 input 대비 output이 15% 정도로 엄청 높아졌더라고요...
tuner를 고려해 봐야겠습니다. 감사합니다.
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햇빛이 거울에 반사되는 이유를 생각해 보면 좋겠군요. 플라즈마는 매우 훌륭한 도체이며, 반사파가 커진다는 의미는 높은 밀도의 플라즈마가 만들어졌다는 의미가 되겠고, 전자기 파의 침투 깊이는 매우 제한되었다는 의미입니다. 따라서 전자기 파를 인가해서 플라즈마를 생성할 때 발생하는 필연적인 문제입니다.
이로서 발생하는 입력파의 외곡을 조절하는 방법으로 impedance matcher의 조절 knob을 사용합니다. 고주파 (MHz) order 에서는 cap / inductor로 구성된 전기 소자를 이용해서 matching을 합니다.
MW에서는 tuner에 파형을 조절하는 knob 이 있어서 도파관에 형성된 정상파의 파형을 조절함으로서 match 조건을 찾게 됩니다. 혹시 Knob 없이 고정된 도파관을 사용하는 경우라면 생성 플라즈마 조건과 분포를 미리 에상해서 정형화된 도파관을 사용하고 있을 것으로 기대하나, 방전 개시에 많이 힘이 들 수 있습니다. 따라서 도파관에 설치된 knob을 잘 조절해 보시고, 도파관 내부 표면 변화, 결합부 변화 및 방전 가스 변화등이 있는 경우도 match가 어렵게 되는 조건이 될 수 있으니 점검이 필요하겠습니다. (ECRiS 관련 참고 서적을 추천합니다).