基于OrbitalMotionLimit(OML)離子收集理論，建立了等離子體參數(shù)與朗繆爾探針電流、電壓之間的函數(shù)關(guān)系。將MATLAB作為編程工具，編制計(jì)算程序，采用多重濾波方法消除朗繆爾探針對(duì)等離子體產(chǎn)生的干擾。分析不同濾波方法對(duì)探針電流、電子電流、電子電流的一階和二階微分等朗繆爾探針診斷數(shù)據(jù)濾波的影響，與自行設(shè)計(jì)的數(shù)字實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，選擇最優(yōu)濾波方法，以提高朗繆爾探針的診斷精度。

　　等離子體包含電子、離子及中性粒子，電子帶電總量與離子帶電總量基本相等，對(duì)外表現(xiàn)為宏觀的準(zhǔn)電中性，等離子體內(nèi)部，粒子之間存在相互作用，具有導(dǎo)電的特性，對(duì)電場(chǎng)及磁場(chǎng)有較強(qiáng)的響應(yīng)特性。等離子體內(nèi)部粒子非常活躍，適合于進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換并參與化學(xué)反應(yīng)。

　　低溫等離子體技術(shù)是刻蝕、物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積制備薄膜工藝中的基本環(huán)境。由于放電方式、氣體種類、壓強(qiáng)、功率不同，等離子體的粒子種類、密度及能量(溫度)、電位不同，隨時(shí)間、空間變化的等離子體的微觀參數(shù)，如電子、離子的能量、密度等是研究等離子體特性的基礎(chǔ)，影響到薄膜的附著力、薄膜均勻性等。

　　Langmuir探針具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可寬范圍測(cè)定等離子體參數(shù)等優(yōu)點(diǎn)，是等離子體測(cè)定的重要方法，得到研究者的普遍重視。Langmuir探針作為接觸式診斷方法在診斷等離子體時(shí)會(huì)對(duì)等離子體產(chǎn)生干擾，需要對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行降噪處理，當(dāng)探針電位Vp處于懸浮電位與等離子體空間電位之間時(shí)，探針收集到的電流Ip是電子電流Ie與離子電流Ii的總和，要將電子電流與離子電流從探針電流中分離開來，需采用離子收集理論，以獲得準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。本文基于OrbitalMotionLimit(OML)離子收集理論確定探針電壓、電流與等離子體狀態(tài)參數(shù)的函數(shù)關(guān)系，應(yīng)用自編Matlab程序?qū)μ结槞z測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行多重濾波處理，得到的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較，期望提高探針的檢測(cè)精度。

　　結(jié)論

　　(1)以O(shè)ML離子收集理論為核心，建立了等離子體參數(shù)：電子能量分布函數(shù)、電子平均能量、電子平均速度、電子溫度、電子密度與朗繆爾探針電流、電壓之間的函數(shù)關(guān)系，可作為L(zhǎng)angmuir探針對(duì)等離子體診斷的理論基礎(chǔ)。

　　(2)基于METLAB，編制了多重濾波程序。不同濾波方法對(duì)大量數(shù)據(jù)的處理結(jié)果表明：采用多種濾波方法相互搭配使用能夠獲得較好的濾波效果。

　　(3)針對(duì)4096個(gè)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的Langmuir探針原始電流數(shù)據(jù)，采用6階數(shù)據(jù)窗口長(zhǎng)度為391的Savitzky-Golay濾波進(jìn)行整體濾波，采用窗口長(zhǎng)度為1701的滑動(dòng)窗式中值濾波、窗口長(zhǎng)度為131的防脈沖干擾平均值濾波進(jìn)行后續(xù)數(shù)據(jù)處理，可以得到平滑的IV濾波曲線，與理想I-V曲線數(shù)據(jù)之間均方差為0.0169，相關(guān)系數(shù)為0.9994。