[发明专利]用于产生等离子体的表面波施加器

权利要求书

1.一种用于产生等离子体的表面波施加器(1)，包括：

导电同轴组件(2)，由中间芯体(20)和外管形导体(21)组成，所述外管形导体(21)围绕所述中间芯体(20)并且通过用于传播电磁波(W)的环形容腔(22)与所述中间芯体(20)分隔；以及

介电管(3)，在所述同轴组件(2)的末端被插入用于传播所述电磁波的所述环形容腔(22)中并且以一至少等于所述介电管(3)的外直径的两倍的长度从所述施加器的出口平面(Y)延伸出，以使得在所述同轴组件(2)中传播的所述电磁波(W)沿所述介电管(3)的纵向(X)被引入所述介电管(3)的截面，从而沿着所述介电管的内壁(30)和/或外壁(31)与等离子气体(4)接触的部分产生表面波等离子体。

2.根据权利要求1所述的施加器，其特征在于，所述同轴组件(2)的所述中间芯体(20)的末端和所述外导体(21)的末端共面。

3.根据权利要求1所述的施加器，其特征在于，所述外导体(21)在所述中间芯体(20)的末端的平面之外至少部分地围绕所述介电管(3)。

4.根据权利要求1所述的施加器，其特征在于，所述中间芯体(20)在所述外导体(21)的末端的平面之外至少部分地占据所述介电管(3)的内部容腔。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的施加器，其特征在于，所述同轴组件包括阻抗匹配设备。

6.根据权利要求5所述的施加器，其特征在于，所述介电管(3)被插入所述同轴组件(2)的长度被选择为使等离子体的阻抗(Z_p)与所述同轴组件(2)的特征阻抗(Z_c)之间的阻抗相匹配。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的施加器，其特征在于，所述同轴组件(2)包括一用于使设置在所述中间芯体(20)中和/或所述外导体(21)中的冷却流体进行循环的回路。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的施加器，其特征在于，所述介电管(3)包括一用于使设置在所述介电管内或所述介电管的厚度内的冷却流体进行循环的回路。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的施加器，其特征在于，所述施加器进一步包括圆柱形永磁体，其磁化方向平行于所述施加器的轴线，所述圆柱形永磁体位于所述中间芯体的末端。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的施加器，其特征在于，所述施加器进一步包括：

圆柱形永磁体，其磁化方向平行于所述施加器的轴线，所述圆柱形永磁体位于所述中间芯体的末端；以及

至少一个环形永磁体，其磁化方向平行于所述施加器的轴线并且与上述居中的圆柱形磁体的磁化一致，所述至少一个环形永磁体围绕所述外导体的末端；

所述这些磁体的磁化被选择以形成一磁场，该磁场适于在远离所述施加器的末端的区域内获得与所述施加器生成的微波电场耦合的电子回旋共振；

所述环形磁体的外半径和磁化也被选择以使得所述磁体生成的磁场线在与所述施加器的轴线基本平行的方向上经过电子回旋共振耦合区域。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的施加器，其特征在于，所述施加器包括一围绕所述介电管(3)同心延伸的由介电材料制成的限制管(6)，所述限制管(6)嵌入在所述同轴组件的所述外电导体(21)中。

12.一种表面波等离子体产生设备，包括：包含等离子气体(4)的外壳和至少一个根据权利要求1至11中任一项的施加器(1)，其中，所述介电管(3)延伸出所述施加器的所述出口平面的内壁(30)和/或外壁(31)的一部分与所述等离子气体(4)接触。

13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述介电管(3)是密封的并且构成所述包含等离子气体(4)的外壳。

14.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述介电管(3)位于所述外壳内。

15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述外壳包括一围绕所述介电管(3)同心延伸的由介电材料制成的限制管(6)，所述限制管嵌入在所述施加器的所述同轴组件的所述外电导体(21)中。