プラズマとインピーダンス整合

質問

マイクロ波放電において、電力線路のインピーダンス整合を行わないと、
プラズマが生成できないのでしょうか？そしてなぜ、インピーダンス整合を
とらないといけないのですか？困っています、よろしくお願いします。

回答No.2

nta · ベストアンサー

マイクロ波はふつう2.45ＨZのISM帯を使うため波長が１２cmと短く、チャンバ内で定在波を生じ、磁場との結合場所によっては着火しにくいためです。また、着火後は急速にチャンバ内の電磁波のモードが変化しプラズマが発生したところは、ほとんど吸収体になります。このとき外部から見たインピーダンスをそれにあわせて変化させる必要があります。さらに、これはよくないことですが、プラズマが一定の場所にとどまらず移動してしまう場合もあります。この場合も吸収体が移動したことになり、外部から見るとインピーダンスが代わったように見えます。
マイクロ波は波長が短く、一方のプラズマはマクロサイズであるため、電源系から見るとインピーダンスは極端に変化するように見えます。
これはかならずしもマイクロ波プラズマに限りません。ＲＦプラズマでも整合には苦労しています。

お礼

ご回答ありがとうございます。
重ね重ねの質問になってしまい申し訳ありませんが、
なぜ定在波がたつと着火しにくくなるのでしょうか？

回答No.3

nta

マイクロ波放電はECRプラズマですが、プラズマが共鳴により励起する場所をECRポイントといいます。これは２．４５GHｚでは８７５Gaussの磁場が必要になります。円筒状電磁石でこの磁場を構成するとそのECRポイントは層状になりますが、この層の部分に定在波の節（電界の弱い場所）がくるとプラズマは励起しにくくなります。そこで負荷調整をするということはこの定在波の位置の調整をすることになります。

お礼

ご回答ありがとうございます。
着火させるために整合によって定在波の位置を変えて
励起ポイントにあわせる必要があるんですね。
非常に参考になりました。

回答No.1

ymmasayan

一般論ですが、インピーダンス整合には２つの意味があります。
（１）出力インピーダンスと入力インピーダンスが等しいとき、最大の電力が負荷に供給されます。このとき効率は５０％です。
（２）インピーダンスが整合してないと、（電波の）反射が起きます。すると色々不都合が起きます。インピーダンス整合は不可欠です。

お礼

すぐのご回答ありがとうございます。うれしいです！
参考になりました。