One of the challenges of electron density measurements of an atmospheric pressure plasma (APP) with a laser interferometer is the significant and unwanted phase shift caused by changes in the neutral gas density. These unwanted phase shifts can be mitigated and plasma density measured using an interferometer architecture called a dispersion interferometer (DI). A DI is composed of two nonlinear orientation patterned GaAs crystals for frequency doubling and measures the phase shift induced by a plasma in the interference signal between two second-harmonic beams. Measurement of plasma dynamics or a short plasma pulse in less than a millisecond is enabled with heterodyne detection in a DI using an acousto-optic cell with a frequency of 40 MHz. This heterodyne DI (HDI) is targeted to measure APPs in an electron density range of 1020–1024 m−3. The HDI achieves a line-integrated density resolution of 2 × 1015 m−2 (a phase resolution of 0.005°) with a time constant of 1 μs using ensemble averaging techniques.
大気圧プラズマ(APP)の電子密度測定におけるレーザー干渉計の課題の一つは、中性ガス密度の変化によって引き起こされる、大きく且つ不要な位相シフトである。これらの不要な位相シフトは、分散干渉計(DI)と呼ばれる干渉計アーキテクチャを用いることで軽減でき、プラズマ密度を測定することができる。DIは、周波数逓倍のための2つの非線形配向パターニングGaAs結晶で構成され、2つの第二高調波ビーム間の干渉信号においてプラズマによって誘起される位相シフトを測定する。40 MHzの周波数を有する音響光学セルを用いたDIにおけるヘテロダイン検出により、1ミリ秒未満のプラズマダイナミクスまたは短いプラズマパルスの測定が可能になる。このヘテロダインDI(HDI)は、1020–1024 m−3の電子密度範囲のAPPを測定することを対象としている。HDIは、アンサンブル平均化技術を用いて、時定数1 μsで、2 × 1015 m−2の線積分密度分解能(位相分解能0.005°)を達成する。