Proiectul este realizat prin folosirea unui dispozitiv experimental complex ce include o incintă etanşă dotată cu un sistem de vid performant, un sistem electric de putere, un sistem video rapid precum şi un sistem laser. Dispozitivul experimental este prezentat īn Fig. 1

 

                                                               

                                                                                        Fig. 1

Incinta de vid este realizată dintr-un cilindru din INOX īnchis la capete cu plăci circulare din INOX şi etanşate cu garnituri de tip O-ring din VITON. Incinta este prevăzută cu flanşe la părţile superioară şi inferioră precum şi pe cilindrul lateral (Fig. 2).  Incinta este prevăzută cu doi electrozi plani paraleli, orizontali. Electrodul superior este ataşat de placa superioră prin 3 piloni filetaţi, fiind astfel legat la pămint iar cel inferior este īnşurubat intr-un sistem realizat din DURAL şi TEFLON, etanş la vid.


                                                           

                                                                                        Fig. 2

Pentru a putea ataşa flanşe comericale standard de tip DN-KF precum şi DN-K, au fost proiectate şi construite din INOX adaptoare speciale (Fig. 3). De asemenea, au fost fabricate īn cadrul grupului nostru flanşe speciale din DURAL precum şi din DURAL şi TEFLON pentru realizarea unei ferestre la partea superioară (Fig. 4).

 

                                              

                                                                                             Fig. 3

 

                                                                              
                                                                                               Fig. 4

 

Incinta este vidată de o pompă de vid preliminar (for vacuum) LEYBOLD D4B cu o viteză de pompare de 4 m3/h (īn argon) dotată cu flanşă de evacuare DN-KF 16 (Fig. 5). O pompă turbomoleculară LEYBOLD 151 (Fig. 6) cu o viteză de pompare de 150 L/s in argon are rolul de a vida incinta pīnă la ~ 10-6 torr, după care se introduce gazul de lucru la presiunea dorită.

                                           

                                                         Fig. 5                                                        Fig. 6

 

O jojă specializată PENNINGVAC LEYBOLD PTR90 (Fig. 7) este folosită pentru măsurarea vidului. Joja are un domeniu larg de funcţionare, de la 760 torr pīnă la 10-9 torr. Un controller prevăzut cu display digital este folosit pentru citirea valorilor presiunii furnizate de joja de vid (Fig. 8).

 

                                   

                                                    Fig. 7                                                                Fig. 8

 

Un generator de radio-frecvenţă la 13.56 MHz cu o putere maximă de 100 W model AG 0013 fabricat de T&C Power Conversion, SUA, (Fig. 9), este folosit pentru aprinderea plasmei rf. Sursa este conectată la o reţea de acordare īn impedanţa şi rezistenţă de tip matching-network, model ATN 5. Tensiunea rf este transmisă printr-un cablu coaxial conectat la electrodul inferior (Fig. 10). Eficienţa liniei de transmitere a puterii rf ce include plasma ca sarcină īn circuit este de 80-100 %.

 

                                           

                                                         Fig. 9                                                        Fig. 10

 

Un modul cu diodă laser ce emite la 650 nm un fascicul cu o putere de 20-30 mW este folosit pentru iluminarea microparticulelor (Fig. 11). Modulul are de asemenea īn componenţa sa o lentilă cu distanţă focală mică (~8 mm) pentru a colima fascicolul puternic divergent al laserului. O lentilă cilindrică plată-convexă cu f=10 cm plasată īn calea fascicolului cilindric emis de dioda laser crează un plan orizontal de lumină laser la poziţia microparticulelor īn plasmă. Grosimea planului poate fi controlat (0.2-2 mm) prin mutarea poziţiei lentilei cilindrice.

 

                                                                       

                                                                                         Fig. 11   

 

O cameră video monocromă rapidă FASTCAM 1024 PCI (PHOTRON) cu o viteză maximă de īnregistrare de 100 de mii de cadre pe secundă şi o rezoluţie maximă de 1024x1024 pixeli este folosiăt pentru monitorizarea dinamicii microparticulelor (Fig. 12). Camera a fost dotată cu o lentilă telescopică de tip Nikon 60 mm f/2.8 D AF, cu o distanţă minimă de focalizare de 20 cm. De asemenea un set de inele de extensie cu dimensiunile de 8, 12 şi 36 mm a fost achiziţionat pentru modificarea distanţei de focalizare a lentilei telescopice. Sistemul este montat pe un trepied special cu īnălţime variabilă de pīnă la 1.7 m, de tip Giottos VT809. Trepiedul asigură mobilitate camerei prin rotire īn două plane perpedendiculare.

 

                                                                   

                                                                                          Fig. 12

 

 

Un jet de plasmă este produs īntr-un tun coaxial miniatural proiectat şi realizat īn cadrul proiectului. Doi electrozi, o bară centrală alcătuită din alamă şi un cilindru coaxial din INOX sunt separaţi printr-un tub de teflon, ca īn Fig. 13.

O descărcare a gazului dintre cei doi electrozi se produce atunci cīnd se aplică o tensiune de cel puţin 600 V pentru configuraţia actuală, īn acord cu legea lui Paschen.

Fig. 13. Tun coaxial cu plasmă alcătuit din 2 electrozi coaxiali.