[发明专利]电感耦合等离子体电离度的测量校准方法和装置

说明书

本发明涉及电离度计算技术领域，特别涉及一种电感耦合等离子体电离度的测量校准方法和装置。方法包括：获取利用激光汤姆孙散射测量系统测得的待计算ICP发生器的第一管口气压和第一电子密度分布；基于验证好的ICP发生器的仿真模型、第一管口气压、第一电子密度分布和电子密度最大值，对ICP发生器进行气压校准，以得到ICP发生器内电子密度最大值处的第一真实气压；基于第一电子密度分布和第一真实气压，计算ICP发生器内的第一电离度；基于仿真模型和第一真实气压，对ICP发生器的等离子体反应过程进行仿真，得到ICP发生器内的第二电离度；利用第二电离度对第一电离度进行验证。本方案可以准确测量并校准电感耦合等离子体发生器内各个位置处的等离子体电离度。

技术领域

本发明实施例涉及电离度计算技术领域，特别涉及一种电感耦合等离子体电离度的测量校准方法和装置。

背景技术

由于电磁波在传播过程中遇到等离子体鞘套时因被其吸收而衰减，并出现偏折、延时、相移等效应，情况严重时出现“黑障”，“黑障”的出现给高速飞行器的测控通信、制导带来极大的困难。等离子体之所以可对雷达波隐身，其根本原因在于微波波段电磁波的电场会加速等离子体中带电粒子的运动，从而致使带电粒子和中性粒子发生碰撞，近而转移微波电磁波的能量。因此在电感耦合等离子体的应用与研究中，精确计算电感耦合等离子体在分布空间中各个位置的电离度是十分必要的。

然而，现有的电感耦合等离子体电离度的测量校准方法中，由于测量电感耦合等离子体发生器的腔内气压的传感器只能设置在电感耦合等离子体发生器的管口，因此会导致无法精确测量等离子体发生器腔内的气压，以致于无法精确计算电感耦合等离子体在分布空间中各个位置的电离度。

故而，亟需一种电感耦合等离子体电离度的精确测量校准方法。

发明内容

为了解决现有的测量校准方法难以精确计算电感耦合等离子体在分布空间中各个位置的电离度的问题，本发明实施例提供了一种电感耦合等离子体电离度的测量校准方法和装置。

第一方面，本发明实施例提供了一种电感耦合等离子体电离度的测量校准方法，包括：

获取利用激光汤姆孙散射测量系统测得的待计算的ICP发生器进气口处的第一管口气压和第一电子密度分布；

基于预先验证好的所述ICP发生器的仿真模型、所述第一管口气压、所述第一电子密度分布和所述第一电子密度分布中的电子密度最大值，对所述ICP发生器进行气压校准，以得到所述ICP发生器内电子密度最大值处的第一真实气压；

基于所述第一电子密度分布和所述第一真实气压，计算所述ICP发生器内各个位置处的第一电离度；

基于所述仿真模型和所述第一真实气压，对所述ICP发生器的等离子体反应过程进行仿真，得到所述ICP发生器内各个位置处的第二电离度；

利用所述第二电离度对所述第一电离度进行验证，确定对所述第一电离度的校准结果。

优选的，所述基于预先验证好的所述ICP发生器的仿真模型、所述第一管口气压、所述第一电子密度分布和所述第一电子密度分布中的电子密度最大值，对所述ICP发生器进行气压校准，以得到所述ICP发生器内电子密度最大值处的第一真实气压，包括：

以所述第一管口气压为最大气压，按第一预设气压间隔设置低于所述第一管口气压的若干个第一预设仿真气压；

基于每一个第一预设仿真气压和预先验证好的所述ICP发生器的仿真模型，对所述ICP发生器的等离子体反应过程分别进行仿真，得到每一个第一预设仿真气压下的电子密度最大值处的第二电子密度分布；

将每一个第一预设仿真气压对应的所述第二电子密度分布和所述第二电子密度分布中的电子密度最大值，分别与所述第一电子密度分布和所述第一电子密度分布中的电子密度最大值进行对比，以确定所述ICP发生器内电子密度最大值处的第一真实气压。