[发明专利]圆形波导内H11模式电磁波对等离子体的加热装置

说明书

圆形波导内H₁₁模式电磁波对等离子体的加热装置，属于电磁波对等离子体的加热技术领域。本发明用于适应在H₁₁模式电磁波对等离子体的加热所产生的效应的研究中，对于改变微波功率，持续时间来考察不同功率微波对等离子体加速特性的实验需求。波导连接主体的外轮廓呈圆台形，波导连接主体的小端入口与接收管路的出口呈垂直连接；接收管路内设置铁氧体绝缘器；微波发生器向接收管路入口发射的微波信号经铁氧体绝缘器进入波导连接主体的小端入口，波导连接主体的大端出口与圆形波导的入口连通，波导连接主体与圆形波导之间设置真空微波窗，两根管路分别设置在圆形波导的左右两侧，与圆形波导垂直连通。本发明主要用于对等离子体的加热。

技术领域

本发明属于电磁波对等离子体的加热技术领域。

背景技术

1879年，Sir William Crookes把等离子体划为物质第四态。按这个观点，当对某一物质从低温开始加热时，从固态逐渐融化变成液态，进而蒸发成气态。最后，如果进一步继续加热，温度升高，单个原子将分裂成许多电子和带正电的离子，形成了物质的第四态，即等离子体。等离子体这个术语是1982年由Irving Langmuir提出的，含义是离子和电子群的近似电中性的集合体。它可以，也不一定必须包含本底中性气体，它能对电场和磁场作出响应。等离子体区别于普通气体和普通电离气体的主要特征就是：这个集体中的粒子通过电磁场，即借助于长程力出现新型的相互作用。事实上，这个集体中的粒子与由这些粒子产生的电磁场及粒子相互作用的电磁场(人们称之为自洽场)一起形成了一个整体。

现有的电磁波对等离子体的加热装置存在结构复杂，且等离子体内部通道内的环境差，给等离子的加速造成阻碍，使得考察的电离等离子相应的准确性低的问题，现亟需一种为实验需求考察准确性高的一种等离子体加热装置。

发明内容

本发明是适应在H₁₁模式电磁波对等离子体的加热所产生的效应的研究中，对于改变微波功率，持续时间来考察不同功率微波对等离子体加速特性的实验需求，从而提供了一种圆形波导内H₁₁模式电磁波对等离子体的加热装置。

圆形波导内H₁₁模式电磁波对等离子体的加热装置，它包括微波发生器、铁氧体绝缘器、探测器、波导连接器、真空微波窗、4个真空泵、圆形波导、两根管路、微波负载和磁线圈；

波导连接器包括波导连接主体和接收管路，波导连接主体的外轮廓呈圆台形，波导连接主体的小端入口与接收管路的出口呈垂直连接；接收管路内设置铁氧体绝缘器；

所述的微波发生器向接收管路入口发射的微波信号经铁氧体绝缘器进入波导连接主体的小端入口，波导连接主体的大端出口与圆形波导的入口连通，波导连接主体与圆形波导之间设置真空微波窗，两根管路分别设置在圆形波导的左右两侧，与圆形波导垂直连通，且两根管路位于同一条直线上，

两根管路的管壁上均缠绕有磁线圈；

接收管路上开设有孔，该孔内插有探测器，用于探测流经铁氧体绝缘器之后的微波信号；

所述的4个真空泵中，第一个真空泵设置在圆形波导的一端，第二个真空泵设置在圆形波导的另一端，第三个真空泵设置在一根管路上，第四个真空泵设置在另一根管路上；

圆形波导的另一端内插有微波负载。

等离子体一般可以包括一部分电离的不完全电离等离子体，而把此类等离子体继续加热，最终会变成完全电离等离子体。因此本实验中用电磁波对等离子体加热具有重要意义。

本发明带来的有益效果是，本发明可以研究H₁₁模式电磁波对等离子体的加热所产生的效应。可以通过改变微波功率，持续时间来考察不同功率微波对等离子体的加速特性。