Plasma Diagnostics

Our research activities in the field of plasma diagnostics deal with the fast and precise determination of the electron density in low-pressure plasmas. The method used, active plasma resonance spectroscopy, is based on the electrical excitation of spatially localized high-frequency plasma oscillations in the range of 1-6 GHz. Various diagnostic concepts are being developed based on the principle of the so-called multipole resonance probe. Time Domain Reflectometry (TDR) and Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW) technology are used as measurement methods. The evaluation of the measured resonance spectra is carried out using specialized methods of fast digital signal processing. The concept is contamination-free, robust and allows high-precision measurements that can be evaluated in-situ. For this reason and because of its low investment and maintenance costs, it is particularly interesting for monitoring and controlling technical plasma processes in the industrial production of functional optical layers.

Plas­ma-Dia­gnos­tik

Un­se­re For­schungs­ak­ti­vi­tä­ten auf dem Ge­biet der Plas­ma­dia­gnos­tik be­fas­sen sich mit der schnel­len und ge­nau­en Be­stim­mung der Elek­tro­nen­dich­te in Nie­der­druck­plas­men. Das ein­ge­setz­te Ver­fah­ren, die ak­ti­ve Plas­ma­re­so­nanz­spek­tro­sko­pie, be­ruht auf der elek­tri­schen An­re­gung räum­lich lo­ka­li­sier­ter hoch­fre­quen­ter Plas­ma­schwin­gun­gen im Be­reich von 1-6 GHz. Ba­sie­rend auf dem Prin­zip der so­ge­nann­ten Mul­ti­pol-Re­so­nanz-Son­de wer­den dazu ver­schie­de­ne Dia­gnos­tik­kon­zep­te ent­wi­ckelt. Als Mess­ver­fah­ren kom­men die Time Do­main Re­flec­to­metry (TDR) und die Fre­quen­cy Mo­du­la­ted Con­ti­n­uous Wave (FMCW) Tech­nik zum Ein­satz. Die Aus­wer­tung der damit ge­mes­se­nen Re­so­nanz­spek­tren er­folgt unter Ein­satz spe­zia­li­sier­ter Ver­fah­ren der schnel­len di­gi­ta­len Si­gnal­ver­ar­bei­tung. Das Kon­zept ist kon­ta­mi­na­ti­ons­frei, ro­bust und er­laubt eine hoch­prä­zi­se Mes­sun­gen, die in-si­tu aus­ge­wer­tet wer­den kann. Da­durch und wegen sei­ner ge­rin­gen Kos­ten in Bezug auf In­ves­ti­ti­on und Un­ter­halt ist es be­son­ders in­ter­es­sant für die Über­wa­chung und Re­ge­lung tech­ni­scher Plas­ma­pro­zes­se in der in­dus­tri­el­len Pro­duk­ti­on funk­tio­na­ler op­ti­scher Schich­ten.

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