Laboratoř procesů ve výboji

Součástí skupiny fyziky plazmatu na Katedře elektroniky a vakuové fyziky je i laboratoř procesů ve výboji, která se zabývá studiem stejnosměrného doutnavého výboje v různých plynech. V současné době se jedná jednak o studium plynné směsi, užívané jako náplň v CO₂ laserech a jednak o výzkum výboje v čistém kyslíku a ve směsích kyslíku s inertními plyny zejména argonem.

Diagnostika probíhá podle zkoumaných parametrů buď s pomocí sond, anebo optickou emisní spektroskopií. Základním prvkem měřící aparatury je výbojová trubice tvaru U vyrobená obvykle z křemenného nebo pyrexového skla.

Výbojová trubice se dvěma dvojicemi platinových sond.

Prostřední část výbojky bývá vybavena dvěma čelními rovinnými okénky a dvěma páry válcových platinových sond. Některé výbojové trubice jsou vybaveny rovněž sondou pohyblivou v radiálním směru.

Nákres výbojové trubice s radiálně pohyblivou sondou.

Konstrukce aparatury umožňuje plnění výbojové trubice až třemi různými plyny současně. Díky tomu je možno flexibilně měnit náplň výbojky a připravovat směsi s různými koncentracemi jednotlivých složek.

Doutnavý výboj je zapálen a udržován napětím přivedeným na elektrody výbojové trubice z vysokonapěťového stejnosměrného zdroje. Při spektroskopických měřeních je spektrum emitovaného záření analyzováno monochromátorem Jobin Yvon-Spex Triax 550 (s ohniskovou vzdáleností 550 mm). Monochromátor je vybaven termoelektricky chlazeným detektorem MTE CCD 1024x256-8 připojeným k počítači. CCD detektor má dva vstupy, takže je možno detekovat emisní spektra ze dvou oblastí současně.

Monochromátor Jobin Yvon-Spex Triax 550.

Pro měření radiálních závislostí emisních spekter v doutnavém výboji byl vyvinut optický scanner speciální konstrukce. Tento scanner se skládá ze dvou kuželových zrcadel – pozitivního a negativního. Negativní zrcadlo je pohyblivé podél optické osy. Takto vytvořený systém má tvar dutého válce a umožňuje detekci paprsků kolmých na optickou osu. Vnitřní průměr tohoto válce je dán vzájemnou vzdáleností obou zrcadel, vnější průměr se nastavuje pomocí clony.

Optický scanner.

Velký důraz je kladen na čistotu experimentální aparatury, aby nedošlo k ovlivnění vlastností plazmatu v důsledku přítomnosti nečistot. Před každým měřením se výbojová trubice připravuje standardními postupy – vypéká se v peci při teplotách řádově několika stovek stupňů Celsia a čerpá na vysoké vakuum.

V roce 2004 prošla aparatura modernizací. Byla zkonstruována automatikou řízená pec, stará vakuová aparatura byla nahrazena turbomolekulární vývěvou, předčerpávanou bezolejovovu vývěvou membránovou.

Fotografie zobrazuje aparaturu (pec, vakuový systém, stojany na balóny s plynem) před umístěním výbojové trubice.

---

<< Předchozí (Laboratoř elementárních procesů)

[Nahoru]

Další (Laboratoř plazmové chemie) >>