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微波干涉法测量等离子体密度（弦平均密度）姓名：谢新华 学号：PB09203247实验目的：1 掌握微波干涉法测量等离子体密度的基本原理2 了解基本微波器件（功能，使用方法）3 观察热灯丝放电等离子体密度与等离子体电流之间的关系： 实验原理：电磁波在等离子体中转播，色散关系为：其中， 碰撞频率； 电子等离子体频率（朗缪尔频率） ； 入射微波的频率。波数可以分解为传播系数，衰减系数之和：其中， 传播系数，相位变化； 衰减系数，幅度变化。由上两个式得，假定，无碰撞等离子体： 得到， = ，假定，各向同性的等离子体，厚度 。电磁波通过等离子体的相位移动，： = 定义，弦平均密度， 。实验设计：马赫贞德干涉仪：Plasma图：示波器隔离器 T型波导 9.37GHz 检波II移相器衰减器试验装置：a.微波源：输出9.37GHz 方波信号b.隔离器：防止反射信号损毁微波源c.金属波导管：矩形d.衰减器：调解微波信号的幅度（能量） 移相器：调解微波信号相位e.喇叭天线：f.晶体检波器：将微波干涉信号转化为电信号g.示波器：观察干涉信号实验步骤：1 等离子体发生装置和微波诊断装置。热灯丝放电，四根灯丝，分子泵抽真空，本底气压，器壁与灯丝之间的偏压40V（晶体管稳压电源提供）。微波信号源，打开电源，选择方波信号，调解衰减旋钮到最小0dB 。2 调解参考支路的衰减器和移相器，使参考支路和测量支路的微波信号幅度相等，相位相差。即，相干相消。此状态下，示波器的信号为直线。3 产生等离子体，测量支路的电磁波由于等离子体的相互作用相位发生了变化（忽略幅度变化），此时，示波器信号为一个个脉冲 。调解参考支路的移相器，使两路信号相位差，再次相干相消。4 两次相干相消的移相器的读数之差表征着等离子体引起的相位移动。5 通过移相器读数与实际相移量之间的关系，读出相移。数据处理：Ip/A00.40.81.21.6IS/A08.191010.5L/cm3.0952.8002.6802.5782.5060-3.40782-8.47495-11.13224-12.406085利用公式：代入数据：IP=0.4A，IS=8.1V时： IP=0.8A，IS=9V时： IP=1.2A，IS=10V时： IP=1.6A，IS=10.5V时：实验思考：本实验主要利用微波在等离子体中相位改变与等离子体密度成正比关系，利用马赫曾德干涉仪得出相位差，然后就可以利用相应的公式计算等离子体密度。当放电稳定，等离子体密度变化很小时，对本实验影响最大仪器的就是移相器以及示波器。由于移相器存在回程差，示波器现
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