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定制化探针

        在等离子体诊断领域,标准化的探针产品往往难以完全满足复杂多变的实验工况与特殊应用需求。为此,我们提供灵活的探针定制服务,涵盖朗缪尔探针(单探针、双探针、三探针、球形探针、平面探针、水冷静电探针等)、阻滞势分析仪(RPA)、法拉第探针等全品类诊断探针的定制化设计与加工。


        我们拥有完整的设计仿真—材料选型—精密加工—测试标定全流程能力,可根据客户的真空环境参数、等离子体工况(电子密度/温度范围、气体类型、射频功率等)、空间安装限制及测量目标,提供从概念方案到成品交付的一站式定制服务。


核心定制维度

· 几何尺寸定制:探针长度(100~2000mm可调)、直径(0.1~10mm)、探头形状(球形/圆柱/平面/尖端)、收集极面积等按需设计,适配各类真空腔体尺寸与接口位置;

· 材质选型定制:探针材料支持钨、铂、钽、钼、镍、不锈钢等;绝缘材料支持氧化铝陶瓷、聚四氟乙烯、石英玻璃、氮化硼等,适配高温、强腐蚀性气体等特殊环境;

· 真空接口定制:支持CF(CF16/35/50/63/100等)、KF(KF16/25/40等)、VG等多种标准法兰,亦可按客户图纸定制异形接口;

· 绝缘与屏蔽结构定制:针对射频干扰环境定制多级射频滤波与屏蔽结构;针对高温等离子体定制长距离绝缘支撑与热防护结构;

· 多探针集成定制:将多支不同功能探针(如LP+RPA+FP)集成于同一法兰面,实现单次安装、多参数同步诊断,节省宝贵的真空法兰接口资源;

· 信号接口定制:BNC、SMA、LEMO、多芯真空电极等多种信号引出方式可选,适配客户现有采集系统。


技术保障能力

· 设计仿真:针对客户工况进行静电场/流体/热力学仿真验证,确保探针在极端环境下的可靠性

· 精密加工:拥有高精度车铣复合加工中心、微细电火花加工设备,支持微米级公差控制

· 测试标定:出厂前在自有标准等离子体源平台上完成性能测试与标定,提供完整的测试报告


定制流程

步骤 内容

① 需求沟通 客户提交工况参数及测量需求,技术工程师一对一对接

② 方案设计 3~5个工作日输出初步设计方案及三维模型

③ 方案确认 双方沟通确认设计细节,签订技术协议

④ 加工制造 加工周期一般为15~30个工作日(视复杂度而定)

⑤ 测试标定 出厂前完成性能测试,出具标定报告

⑥ 交付验收 发货前客户验收或在线视频验收






典型定制案例

EB探针(电子束探针)定制

       某高校物理系研究团队与某研究所,需在大型磁约束等离子体装置中进行非接触式电位测量,以规避传统朗缪尔探针在强磁场下引入的扰动误差。我们为其定制了电子束探针(Electron Beam Probe,EB探针),采用低能电子束发射与收集技术,通过测量电子束穿过等离子体后的偏转与衰减来反演空间电位分布。探针整体采用小型化设计,发射枪与收集器集成于单一CF35法兰底座,电子束能量10~500 eV可调,空间分辨率优于2mm,已在托卡马克边界等离子体诊断中成功应用,获取了高时空分辨的电位分布数据。
柔性探针定制

       某半导体设备制造商,需在狭小弯曲的介质阻挡放电(DBD)腔室内测量等离子体密度分布,但受限于腔体内部复杂结构,刚性探针无法抵达目标测量位置。我们为其开发了柔性探针(Flexible Probe),探针本体采用高柔韧性不锈钢编织管作为外护套,内部绝缘层采用聚四氟乙烯填充,探针尖端采用耐腐蚀钽金属,整体外径仅2.5mm,最小弯曲半径15mm,可轻松穿过直径3mm的弯曲导引管到达测量点。配套定制了小型化阻抗匹配器与射频滤波模块,可在100kHz~10MHz驱动频率下稳定工作,成功实现了DBD腔室内多点等离子体密度的原位测量。
发卡探针定制

某等离子体源研发企业,需对高密度等离子体源(ne >10¹¹ cm⁻³)进行衰减波测量,以精确诊断电子密度及其空间分布。我们为其定制了发卡探针(Hairpin Probe),采用U形镀银铍铜线制成谐振探头,内置微型扫频信号源(1~20GHz可调)与检波电路,通过测量探头在等离子体中的谐振频率偏移来精确反演电子密度。针对客户高密度、高气压工况,定制设计了陶瓷真空密封结构,耐受200℃高温烘烤,响应时间<1ms,已在客户多种放电条件下完成验证测试。

· 高温环境探针:某高校聚变研究团队,需在800℃高温偏滤器区域长期工作的三探针阵列,定制采用钼探针+氮化硼绝缘结构,配合水冷法兰设计,已稳定运行超过2000小时。

· 微型化探针:某半导体设备厂商,需在200mm狭小腔室内安装微型平面探针,定制探针外径仅3mm,集成射频滤波模块于CF16法兰内部,成功实现原位密度监测。

· 多探针集成模组:某电推进研发单位,需在单一CF50法兰上集成RPA+FP+LP三种探针,定制集成模组一次性完成羽流离子能量、电流密度和等离子体密度的同步诊断。