Velocity distribution functions of metastable argon ions ($3d'^4F_{7/2}$) have been measured to obtain metastable ion density and temperature by a diode laser-induced fluorescence (LIF) technique in magnetized inductively coupled plasma as a function of pressure, rf power, and magnetic field strength. We have constructed simple global models for the metastable ion density and temperature. The metastable ion density fits well with the calculated density from the rate equation. From the calculation, the minimum metastable ion density should be approximately $10^{7}cm^{-3}$ to obtain a LIF signal in our experimental scheme. In helium mixing and bias experiments, we suggest that the spatial potential can be the dominant ion heating source. In our global model, the total spatial potential energy contributes about 0.001∼0.01% and 1∼10% to ion and neutral temperatures respectively to obtain about 0.1eV ion temperature. The measured ion temperature agrees with the calculation.
다이오드레이저를 사용한 레이저유도형광법으로 정자기장이 있는 전기유도플라자에서 아르곤이온준안정상태$(3d'^4F_{\frac{7}{2}})$의 속도분포함수를 측정하여, 압력, rf전력, 자기장세기의 함수로 준안정상태이온의 밀도, 온도를 계산하였다. 준안정상태이온의 밀도, 온도의 특성을 설명하기 위하여 간단한 글로벌 모델링을 세웠다. 속도방정식으로부터 구한 준안정상태이온의 밀도는 실험치와 잘 부합되는 것을 볼 수 있었다. 계산에 의하면 본 연구의 실험조건에서 LIF신호를 측정하기 위해서는 준안정상태이온의 밀도가 대략적으로 $10^7cm^{-3}$ 이상의 값이어야 한다는 결론을 내릴 수 있다. 헬륨혼합실험과 바이어스실험을 통해, 공간전위가 이온가열현상에 중요한 에너지원임을 제안하였다. 글로벌 모델링을 통한 계산에 의하면 전체 공간전위에너지의 0.001~0.01%가 이온가열에 기여하고, 1~10%가 중성종가열에 기여한다면 0.1eV의 이온온도을 구할 수 있고, 그 특성을 잘 설명할 수 있었다.
