轴对称等离子体中探针引起的等离子体密度分布及其扰动

本文给出了一维轴对称圆柱形与环形等离子体在任意离子-原子碰撞率下的密度分布分析。针对任意离子-原子碰撞率，研究了圆柱形探针所引起的等离子体密度扰动。获得了低碰撞率下探针附近等离子体特征的解析表达式。等离子体由流体中性等离子体方程建模，考虑了电离、离子惯性以及非线性离子摩擦力，后者在低气压下主导等离子体输运。在宽广的离子-原子碰撞率范围内观察到探针周围显著的等离子体密度耗竭。所呈现的结果预示了由经典朗缪尔探针方法获得的等离子体密度被低估，并应有助于更好地理解插入低气压等离子体中的静电、磁性和微波探针。