CHARACTERISTICS OF THE CONTAMINATED LANGMUIR PROBE

오염된 LANGMUIR 탐침의 특성

Korea's third rocket, which is currently under development for launch in 1997, is expected to reach as high as 160km and thus, it will provide a good opportunity for the direct measurement of the plasmas in the E-region ionosphere of the Korean peninsula. Langmuir probe techniques, which are the basic tools of the plasma experiment, may yield inaccurate results if they are applied in the conventional form as they are used in the laboratory experiments because of the contamination. In the present paper we study the contamination problem by performing the ground experiments in the vacuum chamber using the contaminated probe. The result show that the contamination effect is reduced when the plasma density is low or when the frequency of the sweep voltage is fast. We propose a modified Langmuir probe based upon our experiments which is suitable for the rocket experiments.

1997년 10월에 발사 예정인 과학 로켓 3호는 고도 160km까지 도달할 것이 예상되므로 한반도 상공의 전리층 E 영역에 존재하는 플라즈마를 직접 측정할 수 있는 좋은 기회를 제공한다. 한펀 플라즈마 측정에 있어서 가장 기본이 되는 검출기인 Langmuir 탑침을 실험실에서 사용하는 방법 그대로 우주 실험에 적용하면 탐침의 오염으로 인해 정확한 플라즈마 실험이 불가능해 진다. 본 논문에서는 로켓용 탑침 제작에 앞서 실험실용 탐침을 제작하여 진공 용기에서 플라즈마 실험을 수행함으로써 탐침의 오염 문제를 연구하였다. 그 결과, 플라즈마의 밀도가 낮을수록 오염에 의한 효과는 적었으며 탐침에 제공되는 쓸기전압의 주파수가 증가할수록 오염에 의한 효과를 줄일 수 있었다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 로켓 실험에 적당한 변형된 형태의 Langmuir 탐침을 제안하였다.