| 致谢 | 第6-8页 |
| 摘要 | 第8-9页 |
| ABSTRACT | 第9-10页 |
| 第一章 绪论 | 第15-41页 |
| 1.1 MPT的发展背景 | 第15-17页 |
| 1.2 MPT的起源和发展 | 第17-20页 |
| 1.3 MPT炬管的结构及工作原理 | 第20-28页 |
| 1.3.1 MPT炬管的结构 | 第20-23页 |
| 1.3.2 MPT电磁场特性 | 第23-25页 |
| 1.3.3 MPT的历史发展 | 第25-28页 |
| 1.4 小功率MPT技术的优势和不足 | 第28-31页 |
| 1.4.1 小功率MPT光源的主要优点 | 第28-30页 |
| 1.4.2 小功率MPT光源存在的问题 | 第30-31页 |
| 1.5. 微波等离子体光谱分析仪器的发展展望 | 第31-32页 |
| 1.6 本论文的主要研究内容与创新点 | 第32-34页 |
| 1.7 本论文的待改进之处 | 第34页 |
| 1.8 参考文献 | 第34-41页 |
| 第二章 MPT调谐特性的理论研究 | 第41-61页 |
| 2.1 引言 | 第41-43页 |
| 2.1.1 MPT基本结构 | 第42页 |
| 2.1.2 MPT调谐特性的早期探索与分析 | 第42-43页 |
| 2.2 MPT等效电路理论 | 第43-51页 |
| 2.2.1 等效电路模型 | 第44-49页 |
| 2.2.1.1 模型的建立与推导 | 第44-45页 |
| 2.2.1.2 反射功率系数 | 第45-47页 |
| 2.2.1.3 电导g_2对反射功率系数的影响 | 第47-48页 |
| 2.2.1.4 电纳b_2对反射功率系数的影响 | 第48页 |
| 2.2.1.5 L_c参量对反射功率系数的影响 | 第48-49页 |
| 2.2.1.6 频率对反射功率系数的影响 | 第49页 |
| 2.2.2 实验验证 | 第49-51页 |
| 2.2.2.1 实验装置与步骤 | 第49-50页 |
| 2.2.2.2 结果与讨论 | 第50-51页 |
| 2.3 腔长变化对谐振频移的影响 | 第51-57页 |
| 2.3.1 MPT冷腔的调谐特性 | 第51-52页 |
| 2.3.2 CST软件仿真 | 第52-53页 |
| 2.3.3 实验测试 | 第53-57页 |
| 2.3.3.1 实验装置与步骤 | 第53-54页 |
| 2.3.3.2 结果与讨论 | 第54-57页 |
| 2.4 结论与展望 | 第57-58页 |
| 2.5 参考文献 | 第58-61页 |
| 第三章 MPT高速摄影形貌分析 | 第61-89页 |
| 3.1 引言 | 第61-62页 |
| 3.2 实验部分 | 第62-64页 |
| 3.2.1 装置 | 第62-64页 |
| 3.3 结果和讨论 | 第64-86页 |
| 3.3.1 典型的MPT时空结构 | 第64-67页 |
| 3.3.2 等离子体旋转方向与氧气流量的影响 | 第67-70页 |
| 3.3.3 Ar载气流量的影响 | 第70-72页 |
| 3.3.4 Ar维持气流量的影响 | 第72-76页 |
| 3.3.5 低微波功率时的影响 | 第76-79页 |
| 3.3.6 高微波功率时的影响 | 第79-80页 |
| 3.3.7 引入样品的影响 | 第80-81页 |
| 3.3.8 等离子体点火过程 | 第81-86页 |
| 3.4 结论 | 第86-87页 |
| 3.5 参考文献 | 第87-89页 |
| 第四章 MPT等离子体旋转噪音谱的数学模型 | 第89-123页 |
| 4.1 引言 | 第89-91页 |
| 4.2 散粒噪音与闪变噪音 | 第91-93页 |
| 4.3 等离子体旋转的数学模型 | 第93-119页 |
| 4.3.1 理想模型(不考虑光学系统) | 第93-96页 |
| 4.3.2 理想模型(考虑光学系统) | 第96-101页 |
| 4.3.2.1 模型的建立及工作原理 | 第96-98页 |
| 4.3.2.2 窗口函数 | 第98-101页 |
| 4.3.2.3 叠加高斯白噪音 | 第101页 |
| 4.3.3 观测高度的影响 | 第101-103页 |
| 4.3.4 侧向观测位置的影响 | 第103-105页 |
| 4.3.5 功率调制的影响 | 第105-117页 |
| 4.3.5.1 磁控管特性的双折线简化模型 | 第106-108页 |
| 4.3.5.2 磁控管控制电路模型 | 第108-110页 |
| 4.3.5.3 对旋转频率的调制 | 第110-114页 |
| 4.3.5.4 对光强的调制 | 第114-116页 |
| 4.3.5.5 同时对光强与旋转频率的调制 | 第116-117页 |
| 4.3.6 双丝旋转的影响 | 第117-119页 |
| 4.4 结论与展望 | 第119-120页 |
| 4.5 参考文献 | 第120-123页 |
| 第五章 MPT仿真兼论各部分作用 | 第123-147页 |
| 5.1 新型双谐振MPT结构的电磁特性研究 | 第123-134页 |
| 5.1.1 引言 | 第123-124页 |
| 5.1.2 对MPT的早期认识与分析 | 第124页 |
| 5.1.3 仿真部分 | 第124-130页 |
| 5.1.3.1 模型建立 | 第124-125页 |
| 5.1.3.2 仿真结果讨论 | 第125-130页 |
| 5.1.4 实验部分 | 第130-133页 |
| 5.1.4.1 内管的影响 | 第131-132页 |
| 5.1.4.2 垫片深度的影响 | 第132-133页 |
| 5.1.5 结论 | 第133-134页 |
| 5.2 MPT炬管流场、温度场、应力场仿真与实验验证 | 第134-144页 |
| 5.2.1 引言 | 第134页 |
| 5.2.2 问题分析 | 第134页 |
| 5.2.3 模型建立 | 第134-136页 |
| 5.2.3.1 模型分析-传热方程 | 第134-135页 |
| 5.2.3.2 MPT三管入口平均流速计算与模型选择 | 第135-136页 |
| 5.2.4 仿真分析步骤 | 第136-141页 |
| 5.2.4.1 传热分析 | 第137-139页 |
| 5.2.4.2 传热与热膨胀耦合分析 | 第139页 |
| 5.2.4.3 传热与流场耦合分析 | 第139-141页 |
| 5.2.5 实验部分 | 第141-143页 |
| 5.2.5.1 实验装置与操作步骤 | 第141-142页 |
| 5.2.5.2 实验结果与讨论 | 第142-143页 |
| 5.2.6 结论 | 第143-144页 |
| 5.3 参考文献 | 第144-147页 |
| 第六章 千瓦级微波等离子体炬光谱仪的研制 | 第147-181页 |
| 6.1 引言 | 第147页 |
| 6.2 千瓦级MPT光谱仪整机架构 | 第147-149页 |
| 6.3 高稳定性千瓦级微波源的设计开发 | 第149-156页 |
| 6.3.1 微波源设计方案筛选 | 第149-151页 |
| 6.3.1.1 全固态微波源技术 | 第149-150页 |
| 6.3.1.2 磁控管注入锁屏技术 | 第150页 |
| 6.3.1.3 磁控管技术 | 第150-151页 |
| 6.3.2 基于磁控管技术的高稳定性千瓦级微波源设计方案 | 第151-152页 |
| 6.3.3 高稳定性千瓦级微波源主要指标性能设计要点 | 第152页 |
| 6.3.4 高稳定性千瓦级微波源电路设计 | 第152-154页 |
| 6.3.5 高稳定性千瓦级微波源设计结果 | 第154-156页 |
| 6.4 光源系统的研发 | 第156-165页 |
| 6.4.1 炬管调谐结构设计 | 第156-159页 |
| 6.4.2 MPT炬管的改进 | 第159-162页 |
| 6.4.2.1 双谐振MPT炬管 | 第159页 |
| 6.4.2.2 耦合连接件的改进 | 第159-160页 |
| 6.4.2.3 耦合位置的改进 | 第160-162页 |
| 6.4.3 炬管屏蔽罩的设计 | 第162-163页 |
| 6.4.4 等离子体 | 第163-165页 |
| 6.5 分光检测模块 | 第165-166页 |
| 6.6 质量流量控制器的选型 | 第166-167页 |
| 6.7 三维调节台 | 第167-168页 |
| 6.8 实验条件优化 | 第168-178页 |
| 6.8.1 仪器装置和试剂 | 第169-170页 |
| 6.8.1.1 仪器装置 | 第169-170页 |
| 6.8.1.2 试剂 | 第170页 |
| 6.8.2 实验参数优化 | 第170-175页 |
| 6.8.2.1 观测高度的优化 | 第170-171页 |
| 6.8.2.2 进样速率优化 | 第171-172页 |
| 6.8.2.3 功率优化 | 第172-173页 |
| 6.8.2.4 维持气流量优化 | 第173页 |
| 6.8.2.5 载气流量优化 | 第173-174页 |
| 6.8.2.6 载气与观测高度的关系 | 第174-175页 |
| 6.8.3 千瓦级MPT光谱仪整机性能 | 第175-178页 |
| 6.8.3.1 kMPT光谱仪检定 | 第175-176页 |
| 6.8.3.2 空气进样能力测试 | 第176-178页 |
| 6.9 结论与展望 | 第178页 |
| 6.10 参考文献 | 第178-181页 |
| 作者简历及攻读博士学位期间所取得的科研成果 | 第181-185页 |
