Stuttgart 2012 – wissenschaftliches Programm

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P: Fachverband Plasmaphysik

P 18: Theorie/Modellierung

P 18.3: Vortrag

Donnerstag, 15. März 2012, 15:00–15:15, V57.01

Kinetische Beschreibung der Impedanzsonde — •Jens Oberrath, Thomas Mussenbrock und Ralf Peter Brinkmann — Lehrstuhl für Theoretische Elektrotechnik, Ruhr-Universität Bochum

Aktive Plasmaresonanzspektroskopie (APRS) stellt eine industriekompatible Plasmadiagnostik dar und wurde in der Vergangenheit in vielen unterschiedlichen Bauformen realisiert. Eine spezielle Bauform ist die Impedanzsonde (Impedance Probe = IP). Die IP besteht aus einer kugelförmigen Elektrode, an die ein hochfrequentes Signal über ein Koaxialkabel angelegt wird. Mit Hilfe eines Netzwerkanalysators kann die Impedanz des Plasmas bestimmt werden und darüber Plasmaparameter wie z.B. die Elektronendichte. Bei Verwendung der IP im Druckbereich von wenigen Pascal stellt sich die Frage, ob kinetische Effekte relevant sind. Zur Untersuchung dieser Frage wird ein kinetisches Modell der IP benötigt.

Zur Beschreibung der APRS kann ein allgemeines kinetisches Modell hergeleitet werden [1]. In Kugelgeometrie stellt die IP die einfachste Bauform der APRS dar. Aufgrund dieser Geometrie und der Symmetrie der Anordnung kann das kinetische Modell vereinfacht und eine Integro-Differentialgleichung für das Potential hergeleitet werden. Dies erlaubt die Berechnung der Impedanz des Plasmas und damit die Auswertung einer Messung der IP. Mit Hilfe der kinetisch berechneten Impedanz sollen die Einflüsse der kinetischen Effekte auf das Resonanzverhalten der IP untersucht werden.

[1] J. Oberrath et al., Proceedings of the 30th ICPIG, B5-069 (2011)