Лампа накаливания Советский патент 1990 года по МПК H01K1/32 G02B5/28 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при производстве ламп накаливания с покрытиями на колбе, отражающими инфракрасное излучение.

Целью изобретения является повышение световой отдачи ламп накаливания.

На фиг. 1 приведено расположение слоев диэлектрика и металла на колбе лампы накаливания; на фиг. 2 - фазовая диаграмма, поясняющая просветление слоя металла; на фиг. 3 - фазовая диаграмма для длины волны I 100 нм;

на фиг. 4 - спектры отражения и пропускания света (соответственно кривые Q и 5) для колбы согласно изобретению и спектр пропускания света (кривая Ь ) для колбы прототипа.

Колба I (фиг. 1) выполнена из оптически прозрачного материала с теп- лоотражающим покрытием 2 на внутренней поверхности. Покрытие 2 состоит из слоя 3 диэлектрика с показателем преломления n 1,9. Указанный слой нанесен на внутреннюю поверхность колбы 1 и имеет толщину 4, равную 50 - 70 нм. Второй слой 5 диэлектриел ел

Ј О Јь

СО

ка с показателем преломления п, 1,37 - 1,6 имеет толщину 6, равную 110 - 130 нм. Третий слой 7 покрытия выполнен из металла толщиной 8, равной 16-35 нм. Четвертый слой 9 покрытия выполнен из диэлектрика с показателем преломления п, и 1,37 - 1,6 и толщиной 10, равной 110 - 130 нм. Пятый слой 11 диэлектрика с п5 1,9 имеет толщину 12, равную 50 - 70 нм. Кроме того, в конструкции теплоотра- жающего покрытия 2 может отсутствовать слой 5 или 9, в этом случае толщина слоя 3 или 11 составляет 1 3 - 28, 146 - 171 или 39 - 84 нм. В качестве материала слоев 3 и 11 могут быть использованы вещества, имеющие высокий (1,9 и более) показатель преломления: TiOa; Zr04; ZnS; СеОа.

Слои диэлектрика 5 и 9 с п( - 1,37 - 1,6 могут быть выполнены из Si04; CaF2; LiF; MgF; Na3AlFe.

Варианты конструкции покрытия и толщины слоев приведены в табл. 1.

Пример. Колба лампы накаливания во всех примерах выполнена из стекла.

На внутреннюю поверхность колбы нанесено покрытие, состоящее из четырех слоев диэлектрика и слоя серебра толщиной 28 нм. Первый со стороны колбы слой диэлектрика 3 (согласно фиг. 1) выполнен из TiO с показателем преломления п 2,4, толщина сло согласно изобретению составляет (для Кв 550 нм)

0,25 550 2,4

57,3 нм.

Слой 5 выполнен из SiO с показателем преломления п 1,5, толщина слоя составляет

о,25 13-

25 117 нм.

Слой 9 из SiO, также имеет толщину 117 нм, слой 11 выполнен из TiOa толщиной 57,3. Спектры отражения (кривая п) и пропускания (кривая о ) колбы с данным покрытием приведены на фиг. 4. Для сравнения на этом же чертеже (кривая Ь) приведен спектр пропускания колбы для прототипа.

Приведенные спектры пропускания и отражения подтвержают, что в сравнении с прототипом в изобретении достигается более полное просветление металла и более высокий уровень отражения в ближней инфракрасной области спектра.

Остальные примеры, в том числе и для запредельных п, ь. 1,6 сведены в табл. 2.

В табл. 2 и 3 (графа 3) для конструкции покрытия приняты следующие

с обозначения: 1 - покрытие с конструкцией колба - диэлектрик с п 1,9 диэлектрик с п, 1,37 - 1,6 - серебро - диэлектрик с П( 1,37- 1,6 - диэлектрик с п 2 - покрытие с

Q конструкцией колба - диэлектрик с п 1,37 - 1,6 - серебро - диэлектрик с п 1,9; 3 - покрытие с конструкцией колба - диэлектрик с п 1,9 - серебро - диэлектрик с п « 1,37...

5 ...1,6 - диэлектрик с п 1,9.

Нумерация слоев в табл. 2 и 3 согласно изобретению для фиг. 1. В конструкциях, приведенных в табл. 2, слой диэлектрика с п 5- 1,9 выполнен

Q из Ti04 n 2,4 с толщиной, в случае, если слой граничит с диэлектриком с низким п 1,37 - 1,6, равной 57 нм и для слоя, граничащего с серебром, толщина равна 24 нм.

В табл. 3 приведены значения коэффициентов пропускания и отражения для видимой ( 500 нм) и ближней инфракрасной области спектра конструкций колбы, в которой слои 5 или 9 .Q или оба слоя выполнены из ТЮг, а слои 3 и/или 1 1 из либо A120V

Приведенные в таблицах данные подтверждают, что изобретение обеспечива- 45 ет увеличение пропускания в видимой области спектра и более высокий уровень отражения ближнего инфракрасного излучения.

Выход за указанные в формуле изобретения пределы (примеры 4 и 5 табл. 2, пример 2 табл. 3) приводит к утрате преимуществ относительно известных решений.

Конструкция работает следующим образом.

Падающая на покрытие световая волна I3 частично отражается от слоя диэлектрика 11. Отраженная волна 14 имеет фазовый сдвиг 15 (фиг. 2), рав5

50

55

ный 180°. Световая волна 16, отраженная от границы раздела слоев 11 и 9 на выходе из диэлектрика, также будет иметь фазовый сдвиг 17, равный 180°. Запаздывание фазы 18 световой волны 13 при прохождении ело ;в 1 1 и 9 составляет 203° . При строении от металлического слоч (серебра) сдвиг фазы 19 составляет - 46°. Прохождение отраженной от металла ьолной 20 слоев 9 и 1I приводит к фазовому сдвигу, равному 203 .

Суммарный сдвиг Лазы волны 20 света равен 203° + 203° - 46° 360° 0. Таким образом, отраженная от металлического слоя волна 20 находится в противофаэе с волной 16 и 14, в результате происходит подавление отраженного от металлическ а о слоя света суммарным светом, отраженным от границы раздела: воздух - слой 11; слой 11 - слой 9. Это обеспечивает эффективное просветление металлического слоя даже при значительной (до 35 нм) его толщине.

Быстрое (при увеличении длины волны излучения) рассогласование фаз света, отраженного от металла и диэлектрика, приводит к увеличению отражения в ближней инфракрасной области.

На фиг. 3 приведена фазовая диаграмма для длины волны 1100 нм. Как видно из диаграммы, в данном случае световые волны, отраженные от диэлектрика и металла, находятся в одной фазе и инфракрасное излучение, отра540496

женное от металла, суммируется с излучением, отраженным от диэлектрика. Это обеспечивает высокое значение коэффициента отражения в блга им инфрд- 5 красной области.

Повышенный уровень отражения бл,гж- нен части ИК-излучеьия па тело канала и высокое пропускание видимого излучения позволяют при применении предлагаемой колбы в лампах накаливания получить более высокую свет сую отдачу.

10

15

Формула изобретения

Лампа накаливания, содержащая тело накала, герметично установленное в колбе ит оптически прозрачного материала, на внутреннюю поверхность которой нанесено теплоотражающее покрытие из металлического слоя, заключенного между слоями диэлектрика с показателем преломления п )}9, о т л и ч а ю щ а я с я тем, ч го, с целью увеличения световой отдачи, между металлическим слоем и по крайней мере одним указанным слоем диэлектрика расположен дополнительный слой диэлектрика с показателем преломления гц , лежащим в диапазоне 1,37 - 1,60, а толщины каждого из указанных слоев диэлектрика и дополнительного слоя соответственно равнь

Ъ„М п и flo/4 n, + 25, где Ло - длина волны в нм, соответствующая середине полосы пропускания зкрытия.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при производстве ламп накаливания с покрытиями на колбе, отражающими инфракрасное излучение. Целью изобретения является повышение световой отдачи ламп накаливания. На поверхность колбы 1 лампы накаливания наносится теплоотражающее покрытие 2, состоящее из металлического слоя 7, окруженного по крайней мере одним слоем диэлектрика 5, 9 с показателем преломления N = 1,37 - 1, 60 и слоями диэлектрика 3, 11 с высоким коэффициентом преломления N≥1,9. Толщины диэлектриков соответственно составляет λ₀/4N₁ + 2,5 и λ₀/N, где λ₀ - длина волны, соответствующая середине полосы пропускания. Введение дополнительного слоя с низким коэффициентом преломления и подбор определенной толщины указанных слоев диэлектрика и их коэффициентов преломления позволяет дополнительно отразить ближнюю часть ИК-излучения и обеспечить высокое пропускание видимого излучения, что позволяет получить более высокую световую отдачу. 4 ил.

Таблица I

Таблица

Таблица

Фиг.1

Редактор Е. Копча

Составитель Н. Семенов

Техред Л.Сердюкова Корректо М. Максимишинец

Заказ 461

Тираж 340

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Фиг.д

1,5 А, М

Подписное