【摘 要】
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微型质谱仪因其便携性和高效性近年来受到各国相关研究者的广泛关注。作为关键部件的等离子体源的微小化研究也受到很大重视,并有一些成果已见报道,但大都是以独立的等离子体源作为研究对象,没有与微型质谱仪相结合。本文的主要工作是设计与制造用于微型质谱的微小型等离子体源。在对目前已报道的各种微型质谱仪结构分析总结的基础上,选定了与MEMS工艺兼容良好的平面型微型质谱仪结构；考虑到与硅材料的平面型结构之间的兼容
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微型质谱仪因其便携性和高效性近年来受到各国相关研究者的广泛关注。作为关键部件的等离子体源的微小化研究也受到很大重视,并有一些成果已见报道,但大都是以独立的等离子体源作为研究对象,没有与微型质谱仪相结合。本文的主要工作是设计与制造用于微型质谱的微小型等离子体源。在对目前已报道的各种微型质谱仪结构分析总结的基础上,选定了与MEMS工艺兼容良好的平面型微型质谱仪结构；考虑到与硅材料的平面型结构之间的兼容性和稳定性,采用高频电容耦合型等离子体激励,并匹配相应的微波频段的功率源；设计金属微带线结构作为功率传输结构和放电电极,重点对放电电路进行了阻抗匹配。进而,设计与制作完成了陶瓷高频印制电路板放电电路,放电间隙为150μm和500μm,用于在多个真空度环境下,激励产生了短时微小体积、高密度的氩气等离子体。经实验发现,当放电缝隙间的电场强度无法达到MV级别时,需要分两步产生稳定等离子体,即先利用外激发电打火形式产生瞬时气体放电,再配合低功率的微波功率源维持住等离子体。在陶瓷高频印制电路板放电电路的基础上,首次设计与制造了硼硅酸玻璃片—金属微带线结构,以便于同微型质谱仪兼容与匹配。
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