| 研究概要 |
レーザートムソン散乱法を多原子分子を動作ガスとしたプラズマ(反応性プラズマ)に適用する際には,プラズマ内の多原子分子,ラジカル,負イオンがレーザーの光子エネルギーで解離,電離,電子脱離を受ける可能性が懸念される。そのような背景から,本研究は,反応性プラズマを計測するための赤外波長域のトムソン散乱システムを開発するとともに,レーザーの放電プラズマへ及ぼす影響を明らかにすること,および測定可能な電子密度の下限をさらに改善することを目的とした。本研究により,以下の成果が得られた。
(1)YAGレーザー基本波(1.06μm)を光源に用いた赤外波長域トムソン散乱計測システムを構築し,それが可視域のシステムと同等の性能を持つことを示した。
(2)これら赤外域および可視域の2つの計測システムを比較しながら,CF_4を含む反応性プラズマへのトムソン散乱法の適用の可否を検討した。その結果,2つのシステムによる電子密度・温度の測定結果は一致し,レーザーによるプラズマ擾乱の兆候は見られなかった。しかしながら,CH_4ガスを含む数10Torrのガス圧領域でのマイクロ波放電においては,レーザーパワー密度がある値を超えると非線形に信号強度が増加し始めることが観測された。今後,系統的な検討が必要であることが示された。
(3)容量結合型放電で形成されるような10^<15>m^<-3>の低電子密度領域の放電プラズマへ適用可能なように検出下限を低くすることの検討を行った。受光立体角を最大限に取ると共に積算測定ショット数を増やし,さらに迷光リジェクションの高い分光器を用いることで,実際に10^<15>m^<-3>台の電子密度測定を可能にした。
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