微波微等离子体是指使用微波放电激励产生的微等离子体,放电尺寸为毫米或微米量级。与传统等离子体源相比较,微波微等离子体源体积小、成本低、易集成。另外,它还保留了微波等离子体的优点,例如所需的放电电压较低、等离子体存在时间长、电子密度高、稳定性好等。由于单个微波微等离子体源激励的微等离子体尺寸太小,无法满足特定条件下等离子体应用的需要,因此对微波微等离子体阵列源进行深入研究具有重要的意义。本文以基于微带谐振器的微波微等离子体圆形阵列源为研究对象。根据微带谐振器原理,利用高频仿真软件Ansoft HFSS设计了一种工作在2.45GHz的带耦合环的12元微波微等离子体圆形阵列源,研究了相关参数的变化对微波微等离子体圆形阵列源性能的影响,并且提出了改善微波微等离子体圆形阵列均匀性的方法。研究表明,接地板长度、接地板宽度和馈电点位置等对微波微等离子体圆形阵列源的谐振频率和S参数有较大影响,而采用垂直双馈电和覆盖聚四氟乙烯薄膜等方法可以较好改善圆形阵列微等离子体激励的均匀性。最后本文还根据仿真的优化结果制作了微波微等离子体圆形阵列源样品,并进行了微等离子体激励实验。单馈电实验结果显示,在常压(氩气)环境下,当输入功率为11.45W时,微波微等离子体圆形阵列的1个单元被激励,当输入功率增大到13.69W时,微波微等离子体圆形阵列的2个单元被激励,而输入功率减小为3.24W时,激励的2个单元微等离子体熄灭。这为微波微等离子体圆形阵列源的进一步研究提供一定的参考。