[发明专利]一种多模式朗缪尔探针三合一探测系统及探测方法

权利要求书

1.一种多模式朗缪尔探针三合一探测系统，其特征在于，包括朗缪尔探针、模式切换系统和数据采集及控制系统；

朗缪尔探针包括四根单探针；将其中一根探针连接扫描偏压并接地，组成单探针测量回路；将另外三根探针分别施加第一固定偏压，组成单探针高时空分辨率测量回路；针对上述三根探针，将该三根探针与地悬浮，其中两根探针之间施加第二固定偏压，同时测量另外一根探针与施加正偏压的探针之间的电压，组成三探针测量回路；将施加扫描偏压的单探针与地断开，同时与三探针中未施加第二固定偏压的探针相连，组成双探针测量回路；

模式切换系统，用于控制单探针测量回路、单探针高时空分辨率测量回路、三探针测量回路、双探针测量回路通断、单探针测量回路的通断，或单探针测量回路与单探针高时空分辨率测量回路同时导通、单探针测量回路与三探针测量回路同时导通。

2.如权利要求1所述的一种多模式朗缪尔探针三合一探测系统，其特征在于，朗缪尔探针包括单探针P1、单探针P2、单探针P3和单探针P4，四根单探针平行布置或对角布置。

3.如权利要求2所述的一种多模式朗缪尔探针三合一探测系统，其特征在于，将单探针P1连接扫描偏压并接地，在单探针P1与扫描偏压之间设置第一开关和第一电流采集装置，在单探针与接地之间依次设置第一电压采集装置和第二开关，将单探针P2、单探针P3和单探针P4分别施加不同的固定偏压，并在相应的连接电路上分别设置第三电流采集装置和第六开关，将单探针P2、单探针P3和单探针P4与地悬浮，在单探针P3和单探针P4之间施加第二固定偏压，并设置第二电流采集装置和第三开关，在单探针P2与单探针P3之间连接第二电压采集装置和第四开关，第二电压采集装置的一端与第四开关连接，另一端连接在第三开关与单探针P3连接的电路上，将单探针P2与单探针P1连接，并在单探针P2与单探针P1的连接电路上设置第五开关，第五开关的一端连接在第四开关与单探针P2连接的电路上，另一端连接在第一电压采集装置与第二开关连接的电路上，第二电流采集装置与单探针P4之间、第三开关与单探针P3之间、单探针P2与第五开关之间均设置第六开关。

4.如权利要求1所述的一种多模式朗缪尔探针三合一探测系统，其特征在于，数据采集及控制系统，用于向控制模式切换系统发出指令信号，通过控制模式切换系统控制单探针测量回路、单探针高时空分辨率测量回路、三探针测量回路、双探针测量回路通断、单探针测量回路的通断，及单探针测量回路与单探针高时空分辨率测量回路同时导通、单探针测量回路与三探针测量回路同时导通；并获取不同测量回路导通时的电流电压数据，根据电流电压数据获得等离子体参数。

5.一种多模式朗缪尔探针三合一探测系统的单探针探测方法，其特征在于，包括：

通过模式切换系统控制单探针测量回路导通，其余电路断开；

通过数据采集及控制系统获取单探针测量回路中电流和电压数据，并根据电流电压数据获得电子温度、电子密度和等离子体的电子能量分布。

6.一种多模式朗缪尔探针三合一探测系统的双探针探测方法，其特征在于，包括：

通过模式切换系统控制双探针测量回路导通，其他测量回路断开；

通过数据采集及控制系统获取双探针回路中的电流电压数据，并根据电流电压数据获得电子温度和离子密度。

7.一种多模式朗缪尔探针三合一探测系统的单探针高时空分辨率探测方法，其特征在于，包括：

通过模式切换系统将单探针高时空分辨率测量回路导通，其余测量回路断开；

通过数据采集及控制系统获取三根单探针上的电流数据，并根据电流数据获得电子密度。

8.一种多模式朗缪尔探针三合一探测系统的三探针探测方法，其特征在于，包括：

通过模式切换系统将三探针测量回路导通，其余测量回路断开；

通过数据采集及控制系统获取三探针测量回路的电流电压数据，并根据电流电压数据获得电子温度和离子密度。