本发明属于等离子体诊断，尤其涉及计算多种电子能量分布特征的等离子体参数的方法及系统。
背景技术：
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
2、langmuir探针技术是最常用的等离子体诊断手段之一。通过分析langmuir探针的i-v特性曲线，可以得到等离子体电子密度、电子温度、空间电位以及电子能量分布函数等众多等离子体参数。其中，电子能量分布函数是一个尤为重要的参数，电子能量分布函数对于获取准确的等离子体电子温度具有重要的意义。
3、目前常见的实验室等离子体诊断，等离子体刻蚀技术等经典等离子体诊断都是根据经典的langmuir探针理论进行的，其中等离子体电子温度是基于电子能量是单麦克斯韦分布的假设进行计算，然而实际的实验室等离子体电子能量分布往往不是单一的麦氏分布，而是存在多种分布形式。因此基于经典的langmuir探针理论的计算方法会导致较大的误差。
4、此外，在对等离子体分析的过程中有时需要获得低能电子区与高能电子区对应的能量分布情况并分别获取两种分布下的电子能量与电子密度。由于经典的langmuir探针理论计算等离子体参数的前提是电子能量的单麦克斯韦分布，因此无法满足这一诊断需求。
5、综上，想要对非麦氏分布的等离子体参数进行准确的计算，并对低能电子区与高能电子区的等离子体参数进行分别分析仍是一个亟待解决的问题。目前虽然有人提出了几种获取等离子体电子密度与温度的探针诊断方法，但都存在其弊端。例如，有人提出在等离子体i-v特性曲线的过渡区内，电子电流取自然对数与偏置电压应呈线性关系，该直线的斜率的倒数即为等离子体的电子温度，但这种方法的应用前提是等离子体中电子能量符合单麦氏分布，而实验室等离子体很难实现这一要求，因此使用这种方法计算电子温度误差较大；有人提出了根据电子能量分布函数求其平均能量，再进而求电子等效温度的计算方法，但这种方法求出的是电子平均温度，当电子能量呈现两种分布的情况下无法实现两种分布的分别计算。
6、总之，截止目前，国内外并没有一种能够计算多种电子能量分布特征的等离子体参数并根据等离子体中电子能量各种分布特征准确计算其对应电子温度与电子密度的数据处理方案。
技术实现思路
1、为克服上述现有技术的不足，本发明提供了计算多种电子能量分布特征的等离子体参数的方法，能够计算多种电子能量分布特征的等离子体参数并根据等离子体中电子能量各种分布特征准确计算其对应电子温度与电子密度。
2、为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
3、第一方面，公开了计算多种电子能量分布特征的等离子体参数的方法，包括：
4、获得探针给定的i-v数据，将i-v数据中的电流数据一一对应地扣除离子电流后并对其进行平滑处理；
5、绘制扣除离子电流的i-v曲线，计算并绘制i-v曲线的一阶导数、电子能量分布函数、电子能量概率分布函数，根据电子能量分布函数计算电子温度及电子密度。
6、作为进一步的技术方案，还包括：对电子能量分布函数进行单分布拟合，具体包括：
7、选择麦克斯韦分布拟合或druyvesteyn分布两种拟合方式；
8、根据原始电子能量分布函数自行选择拟合区间，拟合后的函数曲线将与原始电子能量分布函数曲线同时绘制在“eepf-fit”坐标轴下；
9、控制该图表中是否显示原始电子能量分布函数；
10、根据拟合后的结果计算电子温度及电子密度。
11、作为进一步的技术方案，还包括：对电子能量分布函数进行双分布拟合，包括：选择麦克斯韦分布拟合或druyvesteyn分布任意组合方式进行拟合；
12、根据原始电子能量分布函数自行选择拟合区间，两段拟合区间可以重合；
13、拟合后的函数曲线将与原始电子能量分布函数曲线同时绘制在“eepf-fit”坐标轴下；
14、控制该图表中是否显示原始电子能量分布函数；
15、根据拟合后的结果分别计算高能电子及低能电子的电子密度和电子温度。
16、作为进一步的技术方案，对于双分布的电子能量，根据拟合出的两段函数，第一段分布函数对应电子低能区，第二段分布函数对应电子高能区，分布计算电子能量与电子温度，即可得到高能电子及低能电子的密度与温度。
17、作为进一步的技术方案，“eepf”坐标轴、“eedf”坐标轴及“eepf-fit”坐标轴的x轴和y轴显示范围为可调的。
18、作为进一步的技术方案，所述电子能量概率分布函数时，根据i-v曲线，以电流对电压的一阶导的最大值作为空间电位vp；利用去除离子电流的i-v曲线的偏置电压小于vp的部分计算电子能量分布函数。
19、作为进一步的技术方案，电子等效温度计算公式为：
20、
21、e表示元电荷，me表示电子质量，vb表示探针偏置电压，s表示探针表面积。
22、作为进一步的技术方案，电子密度计算公式为：
23、
24、上述公式中，e表示元电荷，me表示电子质量，vb表示探针偏置电压，s表示探针表面积。
25、第二方面，公开了计算多种电子能量分布特征的等离子体参数的系统，包括：
26、i-v数据处理模块，被配置为：获得探针给定的i-v数据，将i-v数据中的电流数据一一对应地扣除离子电流后并对其进行平滑处理；
27、等离子体参数计算模块，被配置为：绘制扣除离子电流的i-v曲线，计算并绘制i-v曲线的一阶导数、电子能量分布函数、电子能量概率分布函数，根据电子能量分布函数计算电子温度及电子密度。
28、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
29、本发明技术方案自动分析i-v曲线、自动扣除离子电流绘制电子能量分布函数及电子能量概率分布函数并计算得等离子体电子温度和电子密度等参数，自动拟合电子能量概率分布函数并计算拟合所得的电子温度和电子密度等参数，获取双分布高能电子与低能电子相关参数。整个计算过程快速、便捷、高效。
30、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
1.计算多种电子能量分布特征的等离子体参数的方法，其特征是，包括：
2.如权利要求1所述的计算多种电子能量分布特征的等离子体参数的方法，其特征是，还包括：对电子能量分布函数进行单分布拟合，具体包括：
3.如权利要求1所述的计算多种电子能量分布特征的等离子体参数的方法，其特征是，还包括：对电子能量分布函数进行双分布拟合，包括：选择麦克斯韦分布拟合或druyvesteyn分布任意组合方式进行拟合；
4.如权利要求1所述的计算多种电子能量分布特征的等离子体参数的方法，其特征是，对于双分布的电子能量，根据拟合出的两段函数，第一段分布函数对应电子低能区，第二段分布函数对应电子高能区，分布计算电子能量与电子温度，即可得到高能电子及低能电子的密度与温度。
5.如权利要求1所述的计算多种电子能量分布特征的等离子体参数的方法，其特征是，“eepf”坐标轴、“eedf”坐标轴及“eepf-fit”坐标轴的x轴和y轴显示范围为可调的。
6.如权利要求1所述的计算多种电子能量分布特征的等离子体参数的方法，其特征是，所述电子能量概率分布函数时，根据i-v曲线，以电流对电压的一阶导的最大值作为空间电位vp；利用去除离子电流的i-v曲线的偏置电压小于vp的部分计算电子能量分布函数。
7.如权利要求1所述的计算多种电子能量分布特征的等离子体参数的方法，其特征是，电子等效温度计算公式为：
8.计算多种电子能量分布特征的等离子体参数的系统，其特征是，包括：
9.一种计算机装置,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求1-7任一所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时执行上述权利要求1-7任一所述方法的步骤。
