蓝朝晖 胡希伟 刘明海

1)(中国工程物理研究院流体物理研究所，绵阳 621900)

2)(华中科技大学电气与电子工程学院，武汉 430074)

(2009年10月28日收到;2010年5月3日收到修改稿)

大面积表面波等离子体源微波功率吸收的数值模拟研究

蓝朝晖1)†胡希伟2)刘明海2)

1)(中国工程物理研究院流体物理研究所，绵阳 621900)

2)(华中科技大学电气与电子工程学院，武汉 430074)

(2009年10月28日收到;2010年5月3日收到修改稿)

建立了大面积矩形表面波等离子体(SWP)源全尺寸的三维模型，用数值模拟的方法研究了SWP源基于碰撞的功率吸收问题，给出了随等离子体参数变化的微波反射率曲线，分析了不同天线对微波功率沉积的影响，并讨论了微波功率吸收和表面波的定性关系.结果发现，均匀放电的SWP源功率沉积本质是由表面波等离子体的性质决定的，等离子体密度太大或太小都不利于功率吸收.在正常工作气压下，SWP源通过碰撞机理即可以实现微波功率的有效沉积，微波吸收率可达80%以上，与已有实验相符.本研究同时发现，天线阵列激发的表面波模式越紧凑，强度越大，越有利于微波的吸收.

时域有限差分法，等离子体表面波，功率吸收，狭缝天线

PACS:52.50.Dg，52.65.Kj，52.40.Db

1.引 言

表面波等离子体(surface wave plasma，简称SWP)由沿着等离子体和介质交界面传播的表面波强电场激发生成，激发产生的等离子体高于电磁波对应截止密度.和传统的微波等离子体源如电子回旋共振(ECR)源相比，SWP源不需外加静态磁场，因此结构大为简化，更重要的是容易实现等离子……