[发明专利]表面波等离子体设备

权利要求书

1.一种表面波等离子体设备，包括矩形波导、同轴转换单元、谐振腔和反应腔室，所述矩形波导通过所述同轴转换单元向所述谐振腔传输微波能量，其特征在于，所述同轴转换单元包括第一渐变结构、同轴结构和第二渐变结构，其中，所述第一渐变结构设置在所述矩形波导与所述同轴结构之间；所述第二渐变结构设置在所述同轴结构与所述谐振腔之间；并且，所述第一渐变结构、所述同轴结构和所述第二渐变结构同轴设置。

2.根据权利要求1所述的表面波等离子体设备，其特征在于，所述矩形波导包括与所述同轴结构相对应的第一开口；

所述第一渐变结构包括第一圆锥体，所述第一圆锥体竖直设置在所述矩形波导的内壁上，且所述第一圆锥体的下端位于所述第一开口处，并且所述第一圆锥体的直径由上而下逐渐减小。

3.根据权利要求2所述的表面波等离子体设备，其特征在于，所述第一圆锥体的直径由上而下逐渐减小被设置为：使所述第一圆锥体的阻抗采用指数渐变或者三角形渐变的形式由上而下逐渐减小。

4.根据权利要求3所述的表面波等离子体设备，其特征在于，所述第一圆锥体的直径由上而下逐渐减小被设置为：使所述第一圆锥体的阻抗采用指数渐变的形式由上而下逐渐减小；

所述第一圆锥体的阻抗满足下述公式：

Z(L)＝Z₀e^αL

其中，Z(L)为所述第一圆锥体在Z等于指数渐变线长度处的阻抗；L为数渐变线长度；Z₀为所述第一圆锥体的下端处的阻抗；α为传播常数；

通过设定所述数渐变线长度和所述传播常数，来减少高次模反射。

5.根据权利要求2-4任意一项所述的表面波等离子体设备，其特征在于，所述同轴结构包括同轴的圆筒体和圆柱体，且所述圆柱体位于所述圆筒体内；其中，

所述圆柱体的上端与所述第一渐变结构的下端连接；所述圆筒体的上端与所述矩形波导连接。

6.根据权利要求5所述的表面波等离子体设备，其特征在于，所述第二渐变结构包括同轴的圆锥筒体和第二圆锥体，其中，

所述圆锥筒体的上端与所述圆筒体的下端连接；所述圆锥筒体的下端与设置在所述谐振腔顶部的第二开口的边缘连接；

所述第二圆锥体的上端与所述圆柱体的下端连接，所述第二圆锥体的下端通过所述第二开口延伸至所述谐振腔内，并且所述第二圆锥体的直径由上而下逐渐增大。

7.根据权利要求6所述的表面波等离子体设备，其特征在于，所述第二圆锥体的上端半径与所述圆柱体的直径相等；所述第二圆锥体的下端半径满足以下公式：

c＝sR/(0.5d)

其中，c为经验值；sR为所述第二圆锥体的下端半径；d为所述圆锥筒体的内径；

通过设定所述经验值，来减少高次模反射。

8.根据权利要求7所述的表面波等离子体设备，其特征在于，所述经验值的取值范围在1.2～2。

9.根据权利要求6所述的表面波等离子体设备，其特征在于，通过设定所述第二圆锥体的轴向长度，来减少高次模反射。

10.根据权利要求5所述的表面波等离子体设备，其特征在于，所述同轴转换单元还包括连接结构，所述连接结构用于将所述圆柱体的上端与所述第一圆锥体的下端固定在一起。

11.根据权利要求10所述的表面波等离子体设备，其特征在于，所述连接结构包括片状圆柱体，且所述片状圆柱体的直径与所述圆柱体的直径一致。

12.根据权利要求6所述的表面波等离子体设备，其特征在于，在所述圆筒体中设置有调谐器，所述调谐器与所述圆柱体连接，用于使在所述圆柱体与所述第二圆锥体的连接处两侧的阻抗一致。