Plasmagenerator und Verfahren zur Einstellung eines

Ionenverhältnisses

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Plasmagenerator und ein Verfahren zur Einstellung des Verhältnisses von positiven zu negativen Ionen in einem von einem Plasmagenerator

erzeugten Plasma. Als Verhältnis von positiven zu negativen Ionen wird hierbei das Verhältnis einer Anzahl der positiven Ionen zu der Anzahl der negativen Ionen in dem Plasma

bezeichnet. Betrachtet wird dabei der Plasmastrahl, der an einem Prozessgasausgang des Plasmagenerators ausgegeben wird. Bei einem piezoelektrischen Transformator wird durch sein Funktionsprinzip bedingt mittels einer sinusförmigen

Ausgangsspannung ein Plasma erzeugt. Dabei ist die Steilheit der Anstiegsflanken und der Abfallflanken der an dem

piezoelektrischen Transformator erzeugten Ausgangsspannung gleich. Die Erzeugung von positiven und negativen Ionen in einem Prozessgas ist zu einem Großteil von der Steilheit dieser Flanken abhängig. Aufgrund des Funktionsprinzips der piezoelektrischen Transformatoren kann die Steilheit der Flanken nicht unterschiedlich ausgestaltet werden.

Somit ist das Verhältnis von positiven zu negativen Ionen in dem von dem piezoelektrischen Transformator erzeugten Plasma für eine vorgegebene Zusammensetzung eines Prozessgases festgelegt .

Es gibt jedoch zahlreiche Anwendungen von atmosphärischem, nicht-thermischem Plasma, bei denen die Einstellbarkeit eines bestimmten Verhältnisses von positiven zu negativen Ionen vorteilhaft ist. Hierzu gehören beispielsweise Anwendungen, bei denen atmosphärisches, nicht-thermisches Plasma zur

Reinigung von Wasser verwendet wird. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, es bei der Erzeugung von Plasma mittels eines piezoelektrischen

Transformators zu ermöglichen, ein Verhältnis von positiven zu negativen Ionen in einer gewünschten Weise einzustellen. Diese Aufgabe wird durch den Plasmagenerator gemäß dem vorliegenden Anspruch 1 gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch das Verfahren gemäß dem zweiten unabhängigen Anspruch gelöst.

Es wird ein Plasmagenerator vorgeschlagen, der einen

piezoelektrischer Transformator, der zur Ionisation eines Prozessgases geeignet ist, eine Ionenseparationselektrode, und eine Ansteuerschaltung, die dazu geeignet ist, an die Ionenseparationselektrode ein Potential anzulegen, aufweist. Bei dem piezoelektrischen Transformator kann es sich

insbesondere um einen Plasmagenerator vom Rosen-Typ handeln. Der piezoelektrische Transformator kann Plasma erzeugen, in dem er ein Prozessgas ionisiert. Bei dem Prozessgas kann es sich beispielsweise um Luft oder ein Edelgas handeln. Das Prozessgas kann durch eine an einer Ausgangsseite des

piezoelektrischen Transformators erzeugte Hochspannung ionisiert werden. Dabei fungiert eine Umgebung des

Transformators als Gegenelektrode. Die Ionenseparationselektrode ist so weit von dem

piezoelektrischen Transformator entfernt angeordnet, dass sie nicht als Gegenelektrode zu dem Transformator gesehen werden kann. Wird an die Ionenseparationselektrode ein Potential angelegt, so zieht diese Ionen mit einer umgekehrten Ladung an und stößt gleichgeladene Ionen ab. Ein Teil der von der Ionenseparationselektrode angezogenen Ionen wird dabei so stark abgelenkt, dass er auf die Ionenseparationselektrode auftrifft oder zumindest einen Ausgang des Plasmagenerators nicht erreicht und somit im vom Plasmagenerator ausgegebenen Plasmastrahl nicht enthalten ist. Damit kann der Anteil der Ionen dieser Ladung in dem Plasma reduziert werden. Über die Ansteuerschaltung kann das an der

Ionenseparationselektrode anliegende Potential eingestellt werden. Dadurch wird es ermöglicht, das Verhältnis von positiven und negativen Ionen stets in einer gewünschten Weise einzustellen.

Durch die Verwendung der Ionenseparationselektrode kann es somit ermöglicht werden, auch bei Plasmaerzeugung mittels eines piezoelektrischen Transformators, bei dem zunächst das Verhältnis von positiven zu negativen Ionen durch die

Zusammensetzung des Prozessgases und durch die Funktionsweise des piezoelektrischen Transformators festgelegt ist, dieses Verhältnis in gewünschter Weise einzustellen. Auf diese Weise können die Vorteile von piezoelektrischen Transformatoren gegenüber anderen Methoden der Plasmageneration ausgenutzt werden und gleichzeitig ein Plasma mit einem gewünschten

Verhältnis von positiven und negativen Ionen erzeugt werden. Insbesondere der hohe Wirkungsgrad des piezoelektrischen Transformators ist ein wesentlicher Vorteil der

Plasmaerzeugung mittels eines piezoelektrischen

Transformators.

Ferner könnte der Plasmagenerator Mittel zur Erfassung des Verhältnisses von positiven und negativen Ionen aufweisen. Die Ansteuerschaltung könnte das an der

Ionenseparationselektrode anliegende Potential abhängig von den Messwerten der Mittel zur Erfassung des Verhältnisses nachregeln .

Der Plasmagenerator kann dazu geeignet sein, von einem

Prozessgas durchströmt zu werden, wobei das Prozessgas von dem piezoelektrischen Transformator ionisiert wird und anschließend durch die Ionenseparationselektrode geführt wird. In der Ionenseparationselektrode kann dabei eine

Veränderung des Verhältnisses von positiven zu negativen Ionen in dem Prozessgas vorgenommen werden.

Insbesondere kann das an der Ionenseparationselektrode anliegende Potential das Verhältnis von positiven und negativen Ionen in einem von dem Plasmagenerator erzeugten Plasma festlegen.

Der Plasmagenerator kann ein Rohr aufweisen, das einen

Prozessgaseingang und einen Prozessgasausgang verbindet, wobei in dem Rohr der piezoelektrische Transformator und die Ionenseparationselektrode angeordnet sind, wobei die

Ionenseparationselektrode zwischen dem piezoelektrischen Transformator und dem Prozessgasausgang angeordnet ist. Das Rohr kann beispielsweise von einem Gehäuse des

Plasmagenerators gebildet werden.

Die Ansteuerschaltung kann derart einstellbar sein, dass das an der Ionenseparationselektrode anliegende Potential veränderbar ist. Auf diese Weise kann jedes beliebige

Verhältnis von positiven zu negativen Ionen in dem von dem Plasmagenerator erzeugten Plasma eingestellt werden. Die Ansteuerschaltung kann einen Transformator, der dazu geeignet ist, eine Ausgangswechselspannung zu erzeugen und eine Schaltung zum Gleichrichten und Glätten der

Ausgangswechselspannung aufweisen, wobei die Schaltung zum Gleichrichten und Glätten der Ausgangswechselspannung mit der lonenseparationselektrode verbunden ist. Dementsprechend kann die Schaltung an die lonenseparationselektrode ein Potential anlegen. Es kann sich dabei insbesondere um ein

quasistatisches Potential handeln. Bei dem Transformator kann es sich insbesondere um einen zweiten piezoelektrischen

Transformator handeln.

Die lonenseparationselektrode kann gitterförmig sein oder ein Metallrohr aufweisen. Beide Formgebungen eignen sich

besonders gut, um Ionen aus einem durch die

lonenseparationselektrode durchgeführten Plasmastrahl herauszufiltern . Durch die jeweilige Formgebung der

lonenseparationselektrode kann ferner auch die Form des Plasmastrahls in gewünschter Weise beeinflusst werden.

Der piezoelektrische Transformator kann zur Erzeugung von atmosphärischem, nicht-thermischen Plasma geeignet sein.

Die Ansteuerschaltung kann zumindest eine Diode aufweisen. Die Ansteuerschaltung kann dazu ausgestaltet sein, ein an die Diode angelegtes Potential umzupolen. Durch die Umkehr des an der Diode anliegenden Potentials kann das Verhältnis von erzeugten positiven Ionen und erzeugten negativen Ionen umgekehrt werden.

Der piezoelektrische Transformator kann eine Endfläche aufweisen und dazu ausgestaltet sein, ein Prozessgas durch eine an seiner Endfläche erzeugte Hochspannung unmittelbar zu ionisieren. Die Endfläche kann eine Stirnseite einer

Ausgangsseite des piezoelektrischen Transformators sein.

Insbesondere kann der piezoelektrische Transformator eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite aufweisen, die sich unmittelbar an die Eingangsseite anschließt. Die

Eingangsseite kann eine Vielschichtstruktur aufweisen, bei der piezoelektrische Schichten und dazwischen angeordnete erste und zweite Innenelektroden übereinandergestapelt sind. Die Ausgangsseite kann ein piezoelektrische Material und eine monolithische Struktur aufweisen.

Bei Betrieb des piezoelektrischen Transformators kann an die ersten und zweiten Innenelektroden der Eingangsseite eine Wechselspannung angelegt werden, die piezoelektrische

Schwingungen in Stapelrichtung zwischen den Innenelektroden anregt. Dadurch kann sich eine Welle ausbilden, die sich in longitudinaler Richtung fortsetzt. Auf diese Weise kann an der Endfläche auf der Ausgangsseite eine Hochspannung erzeugt werden. Mittels dieser Hochspannung kann ein Prozessgas, beispielsweise Luft, ionisiert werden und auf diese Weise kann ein atmosphärisches, nicht-thermisches Plasma erzeugt werden . Die Ionisation wird als „unmittelbar" bezeichnet, wenn das Prozessgas an der Endfläche selbst ionisiert wird. Im

Gegensatz dazu steht eine mittelbare Ionisation, bei der die Hochspannung von der Endfläche abgegriffen wird und an ein weiteres Element, beispielsweise eine Elektrode, angelegt wird, um an diesem Element das Prozessgas zu ionisieren. Die unmittelbare Ionisation weist den Vorteil auf, dass hierbei Energieverluste minimiert werden können und ein kompakter Aufbau des Plasmagenerators ermöglicht wird. Beispielsweise kann der Plasmagenerator in ein tragbares Handgerät

integriert sein.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung des Verhältnisses von positiven zu negativen Ionen in einem von einem Plasmagenerator erzeugten Plasma. Bei dem Plasmagenerator kann es sich insbesondere um den oben beschriebenen Plasmagenerator handeln.

Dementsprechend kann jedes strukturelle oder funktionelle Merkmal, das im Zusammenhang mit dem Plasmagenerator

offenbart wurde, auch auf das Verfahren zutreffen. Jedes im Zusammenhang mit dem Verfahren offenbarte Merkmal kann in entsprechender Weise auch auf den Plasmagenerator zutreffen. Es wird ein Verfahren vorgeschlagen für einen

Plasmagenerator, der einen piezoelektrischen Transformator, eine Ionenseparationselektrode und eine Ansteuerschaltung aufweist. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

- Durchströmen des Plasmagenerators mit einem Prozessgas, das von dem piezoelektrischen Transformator ionisiert wird und das anschließend durch die Ionenseparationselektrode geführt wird, und

- Einstellen des von der Ansteuerschaltung an die

Ionenseparationselektrode angelegten Potentials zur

Einstellung des Verhältnisses von positiven zu negativen Ionen.

Wie oben beschrieben, ermöglicht es dieses Verfahren, ein Plasma zu erzeugen, bei dem das Verhältnis von positiven zu negativen Ionen in gewünschter Weise eingestellt wird, wobei die Vorteile eines piezoelektrischen Transformators bei der Plasmaerzeugung ausgenutzt werden. Hierzu zählt insbesondere der hohe Wirkungsgrad des piezoelektrischen Transformators. Die Ansteuerschaltung kann einen Transformator aufweisen, an den eine Eingangswechselspannung angelegt wird und der eine Ausgangswechselspannung erzeugt. Bei dem Verfahren kann der Schritt des Einstellens des von der Ansteuerschaltung an die lonenseparationselektrode angelegten Potentials dadurch durchgeführt werden, dass die an dem Transformator anliegende Eingangsspannung verändert wird.

Die Ansteuerschaltung kann zumindest eine Diode aufweisen. Das Verfahren kann den Schritt:

- Umkehren der Diode zur Umpolung des an die

lonenseparationselektrode angelegten Potentials und zur Umkehr des Verhältnisses von positiven und negativen Ionen, aufweisen .

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand der

Figuren genauer beschrieben.

Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des

Plasmagenerators.

Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des

Plasmagenerators . Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines

Plasmagenerators 1, bei dem es möglich ist, im erzeugten Plasma ein Verhältnis von positiven Ionen zu negativen Ionen einzustellen. Der Plasmagenerator 1 weist einen

piezoelektrischen Transformator 2 auf. Der piezoelektrische Transformator 2 ist dazu geeignet, ein Prozessgas zu

ionisieren und dadurch ein Plasma zu erzeugen. Bei dem piezoelektrischen Transformator 2 handelt es sich um einen piezoelektrischen Transformator vom Rosen-Typ. Der piezoelektrische Transformator 2 ist dazu geeignet, Plasma mittels einer piezoelektrischen direkten Entladung (PDD, Piezoelectric Direct Discharge) zu erzeugen.

Der piezoelektrische Transformator 2 weist eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite auf. Auf der Eingangsseite weist der piezoelektrische Transformator 2 eine Vielschichtstruktur auf, bei der piezoelektrische Schichten und dazwischen angeordnete erste und zweite Innenelektroden

übereinandergestapelt sind. Die piezoelektrischen Schichten weisen eine Blei-Zirkonat-Titanat (PZT) Keramik auf. Auf der Eingangsseite sind die piezoelektrischen Schichten in

Stapelrichtung polarisiert. Die Innenelektroden bestehen aus Kupfer .

In einer Stapelrichtung sind dabei zwischen zwei

piezoelektrischen Schichten jeweils abwechselnd eine erste Innenelektrode und eine zweite Innenelektrode angeordnet. Die ersten Innenelektroden sind zu einer ersten Außenseite des piezoelektrischen Transformators 2 herausgeführt und von einer zweiten Außenseite beabstandet. Die zweiten

Innenelektroden sind zu der ersten Außenseite beabstandet und zu der zweiten Außenseite herausgeführt. Ferner sind auf der ersten Außenseite und der zweiten Außenseite jeweils

Außenelektroden angeordnet, die mit den zu der jeweiligen Außenseite herausgeführten Innenelektroden elektrisch

kontaktiert sind.

Auf der Ausgangsseite weist der piezoelektrische

Transformator 2 eine monolithische Struktur auf. Die

Ausgangsseite weist das gleiche piezoelektrische Material wie die Eingangsseite auf. Die Ausgangsseite des

piezoelektrischen Transformators 2 ist in longitudinaler Richtung polarisiert. Bei Betrieb des piezoelektrischen Transformators 2 wird an die Außenelektroden auf der Eingangsseite eine

Wechselspannung angelegt, die piezoelektrische Schwingungen in Stapelrichtung zwischen den Innenelektroden anregt.

Dadurch kann sich eine Welle ausbilden, die sich in

longitudinaler Richtung fortsetzt. Auf diese Weise kann an einer Endfläche auf der Ausgangsseite eine Hochspannung erzeugt werden. Mittels dieser Hochspannung kann ein

Prozessgas, beispielsweise Luft, ionisiert werden und auf diese Weise kann ein atmosphärisches, nicht-thermisches

Plasma erzeugt werden.

Bei Betrieb des piezoelektrischen Transformators 2 wirkt die Umgebung des Transformators als Gegenelektrode. Es handelt sich um eine sogenannte „Floating Electrode". Insbesondere an den Kanten und Ecken der Ausgangsseite des piezoelektrischen Transformators entsteht ein hoher Feldgradient, so dass dieser das Prozessgas ionisiert. Der hohe Feldgradient kann sich dadurch ergeben, dass an der Ausgangsseite ein Potential anliegt, das hoch ist in Bezug auf ein Referenzpotential betrachtet, bei dem es sich beispielsweise um ein

Massepotential handeln kann.

Der piezoelektrische Transformator 2 ist mit einer ersten Ansteuerschaltung 3 verschaltet. Die erste Ansteuerschaltung 3 ist dazu ausgelegt, an den Außenelektroden des

piezoelektrischen Transformators 2 die Eingangsspannung anzulegen. Bei der Eingangsspannung handelt es sich um eine Wechselspannung. Die Frequenz der Eingangsspannung entspricht vorzugsweise der Resonanzfrequenz des piezoelektrischen

Transformators 2. Die Resonanzfrequenz wird durch die

Geometrie des piezoelektrischen Transformators 2 bestimmt. Sie kann zwischen 10 und 1000 kHz betragen. Vorzugsweise kann die Resonanzfrequenz zwischen 20 und 100 kHz, beispielsweise 50 kHz, betragen.

Der Plasmagenerator 1 weist ferner ein Rohr 4 auf, das einen Prozessgaseingang 5 mit einem Prozessgasausgang 6 verbindet. Bei Betrieb des Plasmagenerators 1 kann ein Prozessgas durch das Rohr 4 strömen. Der Prozessgasstrom ist durch je einen Pfeil am Prozessgaseingang 5 und am Prozessgasausgang 6 in Figur 1 angedeutet. Bei dem Prozessgas kann es sich

beispielsweise um Luft oder ein Edelgas handeln.

In dem Rohr 4 kann ein Lüfter am Prozessgaseingang 5

angeordnet sein, der Umgebungsluft ansaugt. Alternativ könnte der Prozessgaseingang 5 mit einem Druckluftreservoir

verbunden werden. Am Prozessgasausgang 6 kann eine Düse angeordnet sein, die es ermöglicht, ein erzeugtes Plasma in einem Plasmastrahl von einer gewünschten Form auszugeben.

Der piezoelektrische Transformator 2 ist in dem Rohr 4 angeordnet und wird dementsprechend bei Betrieb des

Plasmagenerators 1 von dem Prozessgas umströmt. An der

Ausgangsseite des piezoelektrischen Transformators 2 wird das Prozessgas dabei ionisiert. Die Ionisation ist ebenfalls durch Pfeile in Figur 1 angedeutet. Durch die Zusammensetzung des Prozessgases ist das Verhältnis von positiven Ionen zu negativen Ionen in dem an der Ausgangsseite des

piezoelektrischen Transformators 2 erzeugten Plasmas

vorgegeben . Im vorliegenden Plasmagenerator 1 ist es jedoch nunmehr möglich, dieses vorgegebene Verhältnis von positiven zu negativen Ionen zu verändern. Zu diesem Zweck weist der Plasmagenerator 1 eine lonenseparationselektrode 7 auf, die in dem Rohr angeordnet ist. Die lonenseparationselektrode 7 ist zwischen dem piezoelektrischen Transformator 2 und dem Prozessgasausgang 6 angeordnet. Dementsprechend wird das von dem piezoelektrischen Transformator 2 ionisierte Prozessgas an der lonenseparationselektrode 7 vorbeigeführt. Die

lonenseparationselektrode 7 ist dabei soweit von dem

piezoelektrischen Transformator 2 weg angeordnet, dass sie nicht als Gegenelektrode des Transformators fungiert.

Der Plasmagenerator 1 weist ferner eine zweite

Ansteuerschaltung 8 auf. Die zweite Ansteuerschaltung 8 ermöglicht es, an der lonenseparationselektrode 7 ein

Potential anzulegen.

Bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die zweite Ansteuerschaltung 8 dazu konfiguriert, ein positives Potential gegenüber einem Referenzpotential, beispielsweise einem Massepotential, an der lonenseparationselektrode 7 anzulegen. Dementsprechend wird die lonenseparationselektrode 7 die negativen Ionen des ionisierten Prozessgases anziehen und die positiven Ionen des ionisierten Prozessgases

abstoßen. Ein Teil der negativen Ionen wird dabei derart von der lonenseparationselektrode 7 angezogen, dass die negativen Ionen auf die lonenseparationselektrode 7 auftreffen und somit den Prozessgasausgang 6 nicht erreichen. Auf diese Weise kann der Anteil der negativen Ionen in dem vom

Plasmagenerator 1 ausgegebenen Plasma reduziert werden und somit das Verhältnis von positiven zu negativen Ionen

verändert werden. Der Plasmagenerator 1 verwendet dementsprechend ein Prinzip, das dem einer Vakuum-Triode entspricht, wobei hier der

Gasstrom für den Ionentransport verantwortlich ist und nicht, wie im Fall der Vakuum-Triode, eine Spannung zwischen einer Anode und einer Kathode.

Es werden jedoch nicht alle negativen Ionen im Prozessgas von der Ionenseparationselektrode 7 so stark angezogen, dass sie den Prozessgasausgang 6 nicht erreichen. Vielmehr wird nur ein Teil der negativen Ionen von der

Ionenseparationselektrode 7 so stark abgelenkt, dass diese Ionen den Prozessgasausgang 6 nicht erreichen. Es findet dementsprechend eine partielle Separation statt. Wird nunmehr das an der Ionenseparationselektrode 7

anliegende Potential erhöht oder verringert, so kann dadurch der Anteil der negativen Ionen, die aus dem Prozessgasstrom ausgefiltert werden, erhöht bzw. verringert werden. Die zweite Ansteuerschaltung 8 weist einen Transformator 9 auf. Bei dem Transformator 9 kann es sich beispielsweise um einen zweiten piezoelektrischen Transformator handeln. Die zweite Ansteuerschaltung 8 legt eine Eingangswechselspannung an eine Eingangsseite des Transformators 9 an. An einer

Ausgangsseite des Transformators 9 kann eine

Ausgangswechselspannung abgegriffen werden. Dabei handelt es sich um eine Hochspannung. Die zweite Ansteuerschaltung 8 ist derart ausgestaltet, dass die an dem Transformator 9

angelegte Eingangsspannung einstellbar ist. Über die

Einstellung dieser Eingangsspannung kann das an der

Ionenseparationselektrode 7 anliegende Potential variiert werden . Der Ausgang des Transformators 9 ist mit einer Schaltung 10 zum Gleichrichten und Glätten der Ausgangswechselschaltung verbunden. Diese Schaltung 10 wandelt die von dem

Transformator 9 erzeugte Wechselhochspannung in eine quasi statische Hochspannung um. Die Schaltung 10 zum Gleichrichten und Glätten weist zwei Dioden 11 und einen Kondensator 12 auf. Über die beiden Dioden 11 wird die von dem Transformator 9 erzeugte Hochspannung gleichgerichtet. Mittels des

Kondensators 12 wird die Spannung geglättet. In dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird auf diese Weise ein gegenüber Masse positives Potential generiert, das an der lonenseparationselektrode 7 anliegt.

Die zweite Ansteuerschaltung 8 ist ferner derart

ausgestaltet, dass die Dioden 11 umgedreht werden können, sodass in diesem Fall ein negatives Potential erzeugt wird, das an der lonenseparationselektrode 7 anliegt. In diesem Fall werden die positiven Ionen von der

lonenseparationselektrode 7 angezogen. Dementsprechend wird der Anteil der positiven Ionen im Plasma verringert und auch auf diese Weise kann das Verhältnis von positiven zu

negativen Ionen in gewünschter Weise eingestellt werden.

Die zweite Ansteuerschaltung 8 kann ferner Schaltelemente aufweisen, die es ermöglichen, zwischen einer Konfiguration zum Erzeugen eines negativen Potentials und zum Erzeugen eines positiven Potentials umzuschalten. Bei diesen

Schaltelementen kann es sich um zwei Hochspannungs-Reed- Relais handeln.

Bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die lonenseparationselektrode 7 gitterförmig. Sie weist dabei einen Durchmesser auf, der nur geringfügig kleiner ist als der Durchmesser des Rohres 4. Dementsprechend wird fast das gesamte ionisierte Prozessgas durch die Öffnungen in dem Gitter hindurchgeführt. Auf diese Weise kann eine effektive Separation der Ionen vorgenommen werden.

Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des

Plasmagenerators 1. Das in Figur 2 gezeigte

Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem

Ausführungsbeispiel in Figur 1 in der Ausgestaltung der lonenseparationselektrode 7. Die lonenseparationselektrode 7 wird hier durch ein Metallrohr gebildet. Das Metallrohr ist konzentrisch in dem Rohr 4 angeordnet.

Liegt an der lonenseparationselektrode 7 beispielsweise ein positives Potential an, so werden in dem Metallrohr negative Ionen in radialer Richtung nach außen abgelenkt. Positive Ionen werden in der Mitte der lonenseparationselektrode 7 fokussiert. Auf diese Weise kann es möglich sein, die

Ionenverteilung in dem erzeugten Plasmastrahl derart

einzustellen, dass der Anteil positiver Ionen erhöht wird, da ein gewisser Anteil der negativen Ionen so stark abgelenkt wird, dass er den Prozessgasausgang 6 nicht erreicht.

Wird das an der lonenseparationselektrode 7 anliegende

Potential umgepolt, so werden analog negative Ionen im

Inneren des Plasmastrahls fokussiert und positive Ionen in radialer Richtung nach außen abgelenkt.

Über die zweite Ansteuerschaltung 8 kann das an der

lonenseparationselektrode 7 anliegende Potential in

gewünschter Weise eingestellt werden und so das Verhältnis positiver zu negativer Ionen eingestellt werden. Bezugs zeichenliste

1 Plasmagenerator

2 piezoelektrischer Transformator

3 erste Ansteuerschaltung

4 Rohr

5 Prozessgaseingang

6 Prozessgasausgang

7 lonenseparationselektrode

8 zweite Ansteuerschaltung

9 piezoelektrischer Transformator

10 Schaltung zum Gleichrichten und Glätten

11 Diode

12 Kondensator