等离子体作为一种物质形态在宇宙空间中普遍存在,是与物质的气态、液态和固态并存的第四态,也被称为等离子体态。等离子体在整体上呈现电中性,通常是由电子、离子和中性粒子组成。科学技术水平的提高使等离子体研究深入到现代化工业、军用以及民用等场景中,随着等离子体处理技术的普及,开发能够产生高密度、均匀等离子体的等离子体源成为该领域的研究重点,应用场景如大规模集成电路的加工、太阳能电池材料的工艺制造及大规模平板显示等。表面波等离子体源相比较于其他类型的源,能够很好地满足等离子体处理所需要的高密度、空间均匀及高化学活性的特点。为了得到均匀的、高密度的等离子体,本文采用的表面波放电装置是基于表面波放电的原理,在波导的表面开槽,划出狭缝天线,将微波能量从波导通过狭缝天线耦合进入等离子体。本文的主要工作就是基于表面波等离子体源的工作原理,搭建了一套表面波等离子体发生装置和相应的探针诊断系统,设计了平面狭缝天线和新型的圆波导狭缝天线结构,并分别对其进行优化仿真,以得到高密度、均匀的表面波等离子体。具体的工作内容如下:（1）使用频率为2.45GHz的微波作为激励源,选用矩形的真空腔室,分别完成真空系统、波导耦合系统、气源系统、水冷循环系统、诊断系统等模块的设计及搭建。（2）使用矩形波导,在矩形波导的下表面开出狭缝天线,设计两种开槽结构的狭缝天线,在天线完成后进行等离子体放电测试。（3）在平面狭缝天线的基础上,推出了新型的圆波导狭缝天线结构,并设计了多种开槽方式,通过软件仿真得出各狭缝天线结构下表面波等离子体均匀性。（4）利用高频电磁仿真软件HFSS对平面型狭缝天线和新型的圆波导狭缝天线进行建模和仿真,通过仿真电场变化比较各狭缝天线的耦合效率,进而比较不同天线结构下等离子体的均匀性,得出性能较为优越的狭缝天线结构。（5）验证了等离子体源的性能后,使用氩气、氨气等气体混合产生等离子体放电现象,对二氧化铈（Ce O₂）材料进行等离子体表面处理实验,分析二氧化铈催化合成亚胺的速率,选出最佳的等离子体放电条件。