СПОСОБ МОНОХРОМАТИЗАЦИИ ИЗЛУЧЕНИЯ КРИПТОНОВОЙ РЕЗОНАНСНОЙ ЛАМПЫ Советский патент 1994 года по МПК H01J61/76 G01J3/10 

Изобретение относится к технической физике, более конкретно к монохроматизации оптического излучения, точнее - к монохроматизации излучения газоразрядных ламп в вакуумной ультрафиолетовой (ВУФ) области спектра.

Газоразрядные источники ВУФ-излучения, в частности криптоновые резонансные лампы, используются как средство воздействия на вещество при исследовании фотохимических, фотоэмиссионных, фотолюминесцентных и других явлений, а также в соответствующих технических приложениях, например в фотоионизационных детекторах газовых хроматографов и газоанализаторов.

Во многих случаях существенно, чтобы на вещество воздействовали фотоны стрoго определенной энергии, т.е. монохроматичеcкое излучение.

Известен универсальный способ монохроматизации ВУФ-излучений с помощью вакуумного монохроматора, представляющего собой достаточно сложное и дорогое устройство; при его применении имеют место большие потери полезного излучения.

Известен также способ монохроматизации излучения путем выделения отдельных линий с помощью полосового или отрезающего фильтра из материала, прозрачного для выделяемой линии и непрозрачного для остальных. Однако в настоящее время неизвестен материал, который был бы непрозрачен для одной из резонансных линий криптона (116,5 и 123,6 нм) и хорошо пропускал другую линию.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является использование многослойного интерференционного фильтра типа металл-диэлектрик-металл... на подложке из фтористого лития или фтористого магния.

Однако из-за отсутствия подходящих материалов для покрытия такие фильтры обладают очень низким качеством в области спектра вблизи 120 нм; невысоким коэффициентом пропускания (10-15%) в максимуме полосы пропускания и большой полушириной этой полосы (10-15 нм), что не позволяет надежно разделить резонансные линии криптона и сопряжено с большими потерями выделяемого полезного излучения.

Целью изобретения является повышение эффективности при одновременном упрощении способа монохроматизации излучения криптоновой резонансной лампы. Указанная цель достигается тем, что окно лампы из фтористого магния поддерживают при температуре в пределах 150-250^оС. При этом кривая спектрального коэффициента пропускания фтористого магния сдвигается таким образом, что в указанном интервале температур линия 116,5 нм оказывается полностью подавленной, а линия 123,6 нм остается практически неизменной.

Применение данного изобретения с положительным эффектом ожидается, в частности, в следующих направлениях:
1) Монохроматизация излучения лампы (выделение линии 123,6 нм) позволяет разделить действие на исследуемые объекты фотонов разной энергии, глубже понять внутреннее строение вещества.

2) Работа лампы в предлагаемом режиме (температура окна 150-250^оС) обеспечивает независимость интенсивности ее излучения от температуры, что может иметь существенное значение, в частности, в хроматографическом анализе.

На чертеже представлены температурные зависимости относительных изменений интенсивности излучения криптоновой резонансной лампы (кривые 1, 3) и коэффициента пропускания пластины из фтористого магния толщиной 1 мм (кривые 2, 4) в линиях 116,5 нм (кривые 1, 2) и 123,6 нм (кривые 3, 4); измерения выполнены с помощью вакуумного монохроматора ВМР-2.

Из чертеже можно видеть, что:
1. Соответствующие кривые воспроизводят форму друг друга. Различия между ними, вероятнее всего, связаны с погрешностями измерения температуры в разных экспериментах.

2. В интервале 50-150^оС имеет место непрерывный спад коэффициента пропускания окна и интенсивности излучения лампы в линии 116,5 нм; в области выше 150^оС эта линия оказывается полностью подавленной.

3. В интервале температур 20-250^оС пропускание окна и интенсивность излучения лампы в линии 123,6 нм остаются неизменными.

Таким образом, цель изобретения оказывается достигнутой: путем поддержания окна в пределах 150-250^оС линия 123,6 нм выделена без потери ее интенсивности.

Конкретная реализация изобретения была осуществлена и проверена на разработанных и выпускаемых в опытном порядке в ВНЦ "ГОИ им. С.И.Вавилова" криптоновых резонансных лампах двух типов: малогабаритных лампах тлеющего разряда КрРМ-2 и более мощных дуговых лампах КрР-2-1 (Яковлев С.А., Невяжская И. А. Тезисы докладов V Всесоюзной конференции по фотометрии и ее метрологическому обеспечению, М.: 1984, с.209).

Лампа КрРМ-2 потребляет мощность менее 1 Вт; для создания требуемого согласно изобретению нагрева окна она была помещена в миниатюрную электропечь с нихромовой обмоткой на каркасе из кварцевого стекла. Именно в таких условиях были получены кривые 1,3, представленные на чертеже.

Лампа КрР-2-1 в номинальном режиме потребляет мощность (вместе с накалом катода) около 25 Вт; этой мощности достаточно, чтобы окно лампы, помещенной целиком в вакуумную камеру, нагрелось до температуры, превышающей 150^оС, т. е. чтобы выполнилось условие, необходимое для реализации изобретения.

Способ монохроматизации излучения криптоновой резонансной лампы. Использование: в области монохроматизации излучения газоразрядных ламп в вакуумной ультрафиолетовой области спектра. Сущность изобретения: окно лампы поддерживается при температуре 150 - 250°С, при этом линия 116,5 нм оказывается полностью подавленной, а интенсивность линии 123,6 нм остается неизменной. Нагрев окна лампы обеспечивается либо внешним нагревателем либо за счет тепла, выделяющегося при работе лампы. 1 ил.

СПОСОБ МОНОХРОМАТИЗАЦИИ ИЗЛУЧЕНИЯ КРИПТОНОВОЙ РЕЗОНАНСНОЙ ЛАМПЫ с окном из фтористого магния, согласно которому осуществляют подавление резонансной линии 116,5 нм при максимальном пропускании резонансной линии 123,6 нм, отличающийся тем, что, с целью повышения его эффективности при одновременном упрощении, монохроматизацию осуществляют путем поддержания температуры окна в пределах от 150 до 250^oС.