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 研究内容

■マイクロ波ランチャーにおける電磁界分布の解析
 様々な応用に適したプラズマを生成するには、反応容器内における電磁界分布と生成されるプラズマの特性を理解することが重要となります。このため、容器内の電磁界とプラズマパラメータの空間分布特性の測定と共に、Finite Difference Time Domain (FDTD)法を用いた電磁界解析が行われます。理論解析に用いるFDTD法では、任意の場所の電磁界を求めるため解析空間をセルに分割し、Maxwell方程式を時間、空間次元において中心差分近似し、電界、磁界を交互に逐次計算して求めることができます。
 図1は内部挿入型マイクロ波ランチャー構造を有する真空容器のマイクロ波プラズマ装置の概略を示しています。この装置では、Movable facing metal plateとPunched plate の間隔d を調整することにより、図2のような容器中央部にボール状のプラズマが生成されます。プラズマの形状は、容器内部の電磁界分布と深い関係があります。

図1. 実験装置の概略

図2. プラズマの発光の様子
封入ガス:アルゴン、圧力: 67Pa、マイクロ波電力:500W
 図3は、実験装置の軸対称性を仮定し、rz平面にて電磁界解析を行った結果を示しています。放電容器中央部に電界強度の強い領域が存在することがわかります。


図3. FDTD法による容器内電界分の解析結果
【文責:荻野明久(2006.10.1)】
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