Modellierung Und Analyse Aktiver Plasmaresonanzspektroskopie Mit Funktionalanalytischen Methoden

Aktive Plasmaresonanzspektroskopie ist eine Methode zur Plasmadiagnostik, bei der mit Hilfe einer in das Plasma eingefuhrten Sonde selbiges hochfrequent gestort und die resultierende Systemantwort gemessen wird. Resonanzen des daruber ermittelten Spektrums beinhalten Informationen uber Plasmaparameter wie Elektronendichte und -temperatur, fur deren Auswertung ein gutes Modell notwendig ist, das einen moglichst einfachen Zusammenhang zwischen Resonanzen und Plasmaparametern aufzeigt. Zwei mogliche Bauformen dieser Diagnostikmethode sind die Impedanz- und die Multipol-Resonanz-Sonde, die in dieser Arbeit im Fokus stehen. Mit Hilfe funktionalanalytischer Methoden wird erst ein allgemeines fluiddynamisches Modell der aktiven Plasmaresonanzspektroskopie untersucht und dann exemplarisch fur die erwahnten Bauformen gelost. Die Lage der Resonanzfrequenzen und damit die Elektronendichte kann mit dem fluiddynamischen Modell gut vorhergesagt werden, aber die zugehorigen Halbwertsbreiten zeigen bei geringem Druck eine signifikante Diskrepanz zu gemessenen. Zur Untersuchung dieser Resonanzverbreiterung wird im zweiten Teil der Arbeit ein allgemeines kinetisches Modell hergeleitet, mit Hilfe der Funktionalanalysis analysiert und im Anschluss fur die speziellen Bauformen gelost. Es wird gezeigt, dass die Resonanzverbreiterung als eine Art kinetische Dampfung angesehen werden kann und mit dem kinetischen Modell bestimmbar ist. Dies ermoglicht die zusatzliche Messung der Elektronentemperatur und daruber hinaus die Bestimmung einer genaherten Verteilungsfunktion der Elektronen. Das macht die aktive Plasmaresonanzspektroskopie zu einem ausgezeichneten Kandidaten fur eine industriekompatible Diagnostikmethode in Niederdruckplasmen.