微波等离子设备通过微波能量激发气体电离，形成高密度、低温的等离子体，其核心原理涉及电磁波与气体的相互作用、等离子体维持机制及能量耦合方式。以下从物理机制、设备结构、关键参数三方面展开说明：
微波频率通常为2.45GHz(波长12.2cm)，其能量(约0.01eV)虽不足以直接电离气体分子(电离能约10eV)，但可通过以下两种方式间接激发：
电子碰撞电离：微波电场加速自由电子，使其获得足够能量撞击中性气体分子(如O₂、N₂)，产生二次电子和离子对。
多光子电离：在高压或高功率密度下，多个微波光子同时被气体分子吸收，累积能量超过电离阈值。
临界电场强度：需达到气体击穿场强(如空气约3kV/cm)，但微波设备通过谐振腔设计(如波导、同轴腔)集中能量，降低实际所需功率。
气体压力：通常在10-100Pa范围内，压力过低导致电子平均自由程过长，碰撞概率下降;压力过高则引发电弧放电(非等离子体状态)。
微波等离子设备主要由微波源、传输系统、谐振腔、气体控制系统四部分组成，其核心设计目标是实现微波能量与等离子体的高效耦合。
