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Autor:  

Pargmann, Carsten

Titel:  

Electron density measurements in reactive low-temperature plasmas by far-infrared laser interferometry


Dissertation 
URN:  urn:nbn:de:hbz:294-16762
URL:  http://www-brs.ub.ruhr-uni-bochum.de/netahtml/HSS/Diss/PargmannCarsten/diss.pdf
Format:  application/pdf (3.1 M)
Kommentar:  Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Physik und Astronomie. Tag der mündlichen Prüfung: 2006-07-03

Inhaltsverzeichnis
Datei:  http://www-brs.ub.ruhr-uni-bochum.de/netahtml/HSS/Diss/PargmannCarsten/Inhaltsverzeichnis.pdf
Format:  application/pdf (96.7 k)

Zusammenfassung
Datei:  http://www-brs.ub.ruhr-uni-bochum.de/netahtml/HSS/Diss/PargmannCarsten/Zusammenfassung.pdf
Format:  application/pdf (123.1 k)

Schlagworte:  Laserinterferometer; Elektronendichtebestimmung; Plasmadiagnostik; ICP; FIR

Inhalt der Arbeit: 

In dieser Dissertation wurde ein Interferometer aufgebaut, welches nur aus dem Resonator des verwendeten Lasers und einem externen Spiegel besteht und zur Messung von optischen Weglängenänderungen Δz benutzt werden kann (Δzmin= 0,4 μm). Die Wellenlänge des Lasers liegt im fern-infraroten Spektralbereich. Das Messprinzip wurde zur Bestimmung der Elektronendichte in induktiv und kapazitiv gekoppelten Niedertemperaturplasmen benutzt, welche mit einer Frequenz von 13,56 MHz betrieben wurden. Die Messungen in einem Argonplasma zeigen eine gute Übereinstimmung mit Langmuirsondenmessungen und dem aus einem Transformatormodell berechneten Ergebnissen. Das System wurde anschließend benutzt, um Rückschlüsse auf das zylindersymmetrische radiale Dichteprofil mit Hilfe von Abel-Inversion zu ziehen, um schnelle Änderungen der Elektronendichte während des Modenübergangs in einer induktiv gekoppelten Entladung zu messen und um Argon-Methan und Methan-Sauerstoff Plasmen zu vermessen.


Inhalt der Arbeit (übersetzt): 

An interferometer was built up, which only consists of the cavity of the used laser and an external mirror. It measures differences in the optical path length Δz with an accuracy of (Δzmin= 0,4 μm). The wavelength of the laser lies in the far-infrared region. The interferometer principle was used to measure electron densities in an inductively and a capacitively coupled low-temperature plasma operating at an frequency of 13,56 MHz. Measurements in argon plasmas show a good correlation to Langmuir probe measurements and to the results obtained by a transformer model. Afterwards the system was used to draw conclusions about the radial density profile by means of Abel inversion, to measure fast density changes during the mode transition of the inductively coupled plasma and to make systematic measurements in argon-methane and methane-oxygen plasmas.


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