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Lexikon der Optik: Plasmadiagnostik

Plasmadiagnostik, Gesamtheit aller Methoden zur Messung der inneren Parameter eines Plasmas. Es werden einige wesentlich voneinander verschiedene Untersuchungstechniken angewendet. Die Sondentechnik verwendet eine in das Plasma hineinragende Sonde zur Messung von Elektronen- und Ionendruck. Bei der optischen Diagnostik wird das Plasma mit Licht zwecks Ermittlung von Absorptions- und Emissionseigenschaften sowie (über die mit Interferometern meßbare Phasenverschiebung) zwecks Bestimmung von Brechungsindex und Neutralgaskonzentration durchstrahlt. Aus der Streuung des Lichtbündels kann auf die Elektronenkonzentration und die Elektronentemperatur geschlossen werden. Die spektroskopischen Methoden nutzen die vom Plasma selbst emittierte Linien- bzw. Kontinuumstrahlung zur P. aus. Aus der spektralen Intensitätsverteilung kann auf die Elektronentemperatur und die Teilchenkonzentrationen geschlossen werden. Durch Messung des Doppler-Effektes können die Temperaturen strahlender Atome und Ionen sowie Driftbewegungen des Plasmas ermittelt werden. Die Beobachtung des Stark- und Zeeman-Effektes an ausgewählten Linien ermöglicht Rückschlüsse auf elektrische und magnetische Eigenschaften im Plasma. Die Mikrowellentechnik verwendet anstelle von Licht Mikrowellen zur Durchstrahlung des Plasmas, mißt aber auch das vom Plasma selbst erzeugte Mikrowellenrauschen. Mit Hilfe der Durchstrahlungsmethode werden unter Verwendung von Mikrowelleninterferometern die Absorptions-, Transmissions- und Reflexionseigenschaften sowie die dielektrischen Eigenschaften des Plasmas untersucht. Mit Mikrowellenradiometern kann die Rauschtemperatur des Plasmas gemessen werden, die gewöhnlich identisch mit der Elektronentemperatur ist. Mit Hilfe des Doppler-Radars werden die Geschwindigkeiten sich bewegender Plasmaschichten gemessen. Methoden der Hochgeschwindigkeitskinematographie dienen der Untersuchung schneller Bewegungsvorgänge im Plasma.

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