ICP에서 다이오드 레이저를 이용한 Ar 이온 준안정상태의 LIF(Laser-Induced Fluorescence)측정 및 LIF 기술을 통한 중성빔 진단

Abstract

아르곤 유도 결합 플라즈마(ICP)에서 이온의 가열 메카니즘 연구에 다이오드 레이저 유도 형광법이 사용되었다. 자기장이 없는 유도 결합 플라즈마에 다이오드 레이저를 사용하여 레이저 유도 형광을 관측한 것은 아직 학계에 발표되지 않았다. 아르곤 준안정상태 이온의 속도 분포 함수를 레이저 유도 형광법으로 측정하였고 이로부터 상대밀도와 온도를 구하였다. 글로벌 모델을 세워 계산한 결과와 실험을 통해 측정한 결과를 서로 비교해 봄으로써 다이오드 레이저 유도 형광법으로 측정한 상대 밀도가 신뢰성이 있음을 확인하였다. 글로벌 모델을 계산하는 과정에서 필요로 하는 전자온도와 전자밀도는 랭뮤어 프로프를 통하여 측정하였고 이 데이터들은 아주 신뢰성이 높은 것들이다. 아르곤 준안정 상태 이온의 온도는 측정 과정에서 정확한 파장 보정이 이루어지지 않아 신뢰성이 많이 떨어졌지만 대략 0.05 ~ 0.1eV 사이의 값이 측정되었다. 그리고 레이저 유도 형광법을 아르곤 중성빔 진단에 적용하였다. 색소 레이저를 사용하여 아르곤 중성빔의 유동 속도와 유량 측정을 시도하였다. 하지만 중성빔의 유량이 신호가 관측되기 위한 최소 범위에 미치지 못하였다. 현재 중성빔의 유량을 높이기 위한 개선 연구를 진행중이다.