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本文采用Langmuir探针诊断并表征了三种等离子体参数(离子密度、电子密度和电子温度)在不同磁场组态(不同非平衡度及不同闭合状态)条件下在放电空间内的分布规律。比较了离子密度分布与镀层厚度(径向)分布的对应关系,研究了不同非平衡度和不同闭合状态的磁场对等离子体分布规律的影响差异及其原因,分析了由磁场参量改变而引起的等离子体分布差异对Cr镀层微观形貌的影响。研究结果表明：对于单一非平衡磁控管放电时(K为4.46),x为0mm处(正对靶材表面中心)的等离子体密度沿靶基距方向逐渐降低(离子密度由r为30mm处的7.41×1016/m3降至r为210mm处的3.41×1016/m3；电子密度由r为30mm处的2.58×1016/m3降至r为210mm处的1.09×1016/m3),与该处镀层厚度沿该方向的变化规律相似。不同非平衡度磁控管的放电等离子体参数在距离靶材表面较近区域有明显差异(K为2.78时等离子体密度比K为6.41时更大),尤其在x为21.5mm处(靶材表面刻蚀槽最深位置)的30mm至70mm间更为明显(K为2.78时该测量区间的离子密度为8.79×1016/m3-4.19×1016/m3,电子密度为2.98×1016/m3-1.12×1016/m3,电子温度为5.64ev-2.44ev；K为6.41时该测量区间的离子密度为4.06×1016/m3-4.05×1016/m3,电子密度为9.81×1015/m3-6.75×1015/m3,电子温度为1.22ev-1.03ev),这使Cr镀层表面形貌在靶基距较近处差异明显而在靶基距较远处差异微弱。距离靶材表面较近处(60mm)的试样因能受到高密度离子轰击而产生的基片温升,可促进沉积粒子的扩散,利于镀层表面晶粒融合、长大,提高镀层表面致密性,过高的离子密度(K为2.78时)则会因热应力而降低镀层表面的致密性；但从单一非平衡磁控管条件下制备的镀层截面观察其皆为柱状生长,说明离子轰击提供的基片温升对于沉积粒子克服“阴影效应”仍显不足。磁场闭合状态时可以比磁场不闭合状态更显著地提高真空腔内等离子体密度,并使之在轴向各测量点(d分别为0mm、40mm、80mm、120mm、160mm)均沿靶基距方向逐渐增大(160mm处例外),但仍与厚度沿该方向的变化规律相反(如d为0mm,离子密度在r为70mm至205mm之间由3.04×1016/m3增至1.09×1017/m3,电子密度由1.07×1016/m3增至6.41×1016/m3)。提高的等离子体密度强化离子轰击效果,促进沉积粒子充分扩散,以使Cr镀层表面致密平整,并使截面无明显柱状生长现象。磁力线发散程度的不同是造成不同磁场非平衡度条件下等离子体参数分布差异的原因,而两相邻磁控管间的封闭磁力线的引入使磁场闭合状态时等离子体密度显著提高；因靶材原子离化率低而造成离子密度的径向分布规律与镀层厚度分布相反。