Точечный источник излучения Советский патент 1992 года по МПК H01J61/10 

Изобретение относится к газоразрядным источникам излучения и может быть использовано в спектрофотометрической аппаратуре.

Известны газоразрядные спектральные лампы с малым объемом излучающей области, используемые для юстировки и градуировки спектрофотометрической аппаратуры

0).

Однако рабочий угол излучения таких ламп мал, а размеры велики, что делает их непригодными в качестве точечных источников излучения,

Наиболее близка к предлагаемому устройству газоразрядная лампа (2).

Устройство содержит колбу с прозрачным для излучения окном, катод, анод и размещенную между ними диафрагму с каналом для формирования разряда.

Однако малый угол излучения и значительные размеры лампы затрудняют ее эксплуатацию из-за необходимости тщательной юстировки в аппаратуре.

Цель изобретения -увеличение рабочего угла излучения при одновременном уменьшении размеров источника излучения.

Поставленная цель достигается тем, что в точечном источнике излучения катод выполнен в виде усеченного конуса с каналом по оси, в который введен штыревой анод с сужением на конце, конец острия которого совпадает с вершиной конуса катода, кривизна сужения анода выбрана из соотношеdak

ния - 200, где d3K - расстояние от конца а

анода до катода по образующей конуса, м; га - радиус сужения анода, м, а давление газа выбрано из соотношения

Р-га (0,13- 1.33)Па-м, где Р - давление газа (Па).

ч

Я

сл

XI

сл

Достижение поставленной цели становится возможным на основе обнаруженного авторами явления, связанного с тем,что при выполнении указанных условий плазма разряда локализуется в виде сферы малого радиуса на конце заостренного анода. Плазма зтого микрообразования характеризуется концентрацией электронов порядка 10|3 и электронной температурой-10 эв, что позволяет реализовать Практически точеч- ный источник высокой яркости.

На чертеже изображён точечный источник излучения.-

В прозрачную для излучения колбу 1 помещены катод 2 и стержневой анод Зс сужением на конце Анод введен в канал 4, конец которого совпадает с вершиной конуса катода Криви жа сужения анода выбрана

из соотношения -- 200 а давление газа

Га

выбрано из соотношения Р. га (0,13 - 1,33) Па-м, что обеспечивает локализацию плазмы в виде сферы 5 мапого радиуса на конце анода.

,-з

Например, при бг

,

200

НО м. Минимальное давление рабочего газа Р ° 13Д- 0,26-ЮЬ Па Максимальное 5-10 6

давление Р

Ь5|-- 2,6-105 Па Прибор

5-10

-6

заполняют водородом, гением или их смесью.

Устройство работает следующим обра- зом.

При подаче питающего напряжения между катодом 2 и анодом 3 происходит пробой межэлектродного промежутка, и на конце анода 3 зажигается разряд в виде сферы малого радиуса.

В таблице приведены характеристики работы устройства

Из таблицы видно, что при соотношеразряд не локализуется в

нии 200

а

ния

ограничен поставленной целью, т.е

v2

виде сферы малого радиуса на конце заостренного анода Верхний предел соотношеdafc

Га

увеличение расстояния йак м ведет к увеличению размера источника и делает его размеры сравнивыми с известным устройством, а при радиусе сужения анода меньше м срок службы устройства сокращается за счет разрушения заостренного конца

анода поддействием тока разряда. При значении Р-Га, меньшем 0,13 Па-м, и значении Р-Га, большем 1,33 Па-м, микроплазменное образование не реализуется.

Оптимальным для достижения поставленной цели является значение соотношеdak

при значении соотношения

ния

Га

200

5 10

15

00

25

35

40

45

30

50

55

Р.га, равном (0,13 - 1,33) Па-м.

Пример. Точечный источник излучения выполнен в виде стеклянной колбы 1 диаметром 8 мм, внутрь которой введены катод в виде конуса 2 с углом 60° в вершине и стержневой анод 3 с сужением на конце Расстояние катод - анод бак - , радиус кривизны заостренного анода га 510 м. Копба заполнена гелием при давлении 3-Ю4 Па Между катодом и анодом прикладывает ся постоянное напряжение и зажигается разряд Свечение плазмы разряда локализуется в виде сферы малого радиуса на конце сужения анода При напряжении горения разряд; 195 В, токе разряда 5 мА яркость свечения составила 1,4-10 кд/м2 при диаметре плазменного образования О 5-10 м и угле излучения ЗЛО0

По сравнению с прототипом, где угол излучения 60-90°, а линейные размеры пампы - несколько сантиметров, предлагаемый точечный источник излучения позволяет увеличить угол излуиения до 300° при одновременном уменьшении размеров источника до минимума но не превышающих один сантиметр,т е реализован простой практически точечный, источник высокой яркости Источник может быть использован в спект- рофотометрической аппаратуре

Формула изобретения

Точечный источник излучения содержащий наполненную рабочим газом оптически прозрачную колбу, в которой установлены штыревой анод с сужением на конце и катод, отличающийся тем, что, с целью увеличения рабочего угла излучения при одновременном уменьшении размеров, катод выполнен в виде усеченного конуса с каналом по оси, в котором установлен указанный анод конец которого совпадает с вершиной конуса катода, кривизна сужения анода выciak

брана из соотношения 200, где Га

расстояние от конца анода до катода по образующей конуса, м;

га - радиус сужения анода, м; а давление газа выбрано из соотношения Рх хга -0,13 - 1,33 Па м где Р - давление газа Па.

Использование: в спектрофотометриче- ской аппаратуре Сущность изобретения, Точечный источник содержит наполненную рабочим газом оптически прозрачную колбу, в которой установлены штыревой анод с сужением на конус и катод. Для увеличения рабочего угла излучения при одновременном уменьшении размеров катод выполнен в виде усеченного конуса с каналом по оси, в котором установлен анод. Конец анода совпадает с вершиной конуса катода, а кривизна сужения анода выбрана из соотношения -- 200, где dax - расстояние от конца а анода до катода по образующей конуса, м; га - радиус сужения анода, м, а давление газа выбрано из соотношения Р га 0,13- 1,33 Па-м, где Р - давление газа, Па. 1 ил.