武晓光，刘善敏,2，颜泽林，陈友峰，汪 炜

(1. 南京航空航天大学 机电学院，江苏 南京 210016； 2. 上海微小卫星工程中心，上海 200120)

0 引 言

氢原子钟是利用基态氢原子的超精细能级跃迁产生的电磁波辐射来进行工作的[1,2]. 电离源内的石英电离泡是产生氢原子的场所，然而泡内各物理场耦合关系、氢原子制备机理还不清楚. 研究氢原子钟电离泡中的等离子体状态对分析泡内氢原子生成的机理、提高氢原子制备效率，进而提升氢原子钟的性能指标具有重要的意义.

以往多数的等离子体测试研究都是在较大尺寸的放电腔体内进行的[3-5]，很少有对电离泡内氢等离子体进行有关研究. 马妮娜等[6]曾通过实验，分析氢原子钟的电离光谱组成并研究了氢钟振荡信号幅度受谱线的影响； Schreven等[7]建立了等离子体放电模型用于研究氢原子激射器的电离泡老化现象； 郑贺斐等[8]对氢原子钟电离源三维模型进行电磁场仿真分析，得到线圈等参数对电离泡内电磁场分布的影响. 以上工作都是对电离效果进行分析，并未直接对氢原子成分进行研究.

为了更好地探究电离泡内氢等离子体中的原子成分，本文结合软件仿真模拟与实验光谱诊断两种方法，首先利用COMSOL Multiphysics软件分别建立射频ICP和微波ECR放电模型，仿真固定功率下电离泡内电子密度和氢原子密度随着气压的变化关系； 之后搭建与仿真模型对应的实验平台，对不同气压下电离泡内等离子体发射光谱进行诊……