ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ЛАМПА Советский патент 1973 года по МПК H01J61/10 

1

Изобретение относится к газоразрядным устройствам, в частности, к селективным источникам света на основе эрозионной плазмы. Подобные устройства можно успешно использовать для получения многократных световых вспышек, например, для оптического возбуждения активных лазерных тел, в том числе жидких сред на основе органических красителей, газообразных сред химических лазеров и др.

Известна люминесцентная газоразрядная лампа непрерывного горения, внутри колбы которой вдоль оси располагается тонкий стержень, ограничиваюший и стабилизируюший разряд. Внешняя поверхность колбы покрыта слоем люминофора, преобразующим ультрафиолетовое излучение, а центральный тонкий стержень, выполненный из стекла и располагающийся по оси разрядной колбы, покрыт слоем флуоресцентного вещества.

В основном авт. св. № 264553 описана газоразрядная лампа, в которой по оси разряда между электродами размещено диэлектрическое тело в виде трубки или стержня из тугоплавкого материала. В качестве последнего могут быть применены карбиды, бориды, нитриды, силициды вольфрама, молибдена, циркония, гафния и других редких металлов и лантанидов.

Недостатком такой лампы является невысокий спектральный к. п. д. излучения в ультрафиолетовой и видимой областях спектра изза увеличенных потерь энергии на тепловой нагрев трубки илн стержня.

Цель изобретения - повыщение спектрального к. п. д. в выбранном диапазоне длин волн излучения, например, в ультрафиолетовой области спектра, и коэффициента преобразования подводимой электрической энергии в световое излучение при эксплуатации в импульсном режиме.

Цель достигается путем выполнения упомянутого диэлектрического тела из диффузно отражающего излучение материала, способность к эрозии которого в плазме разряда превышает эрозию материала колбы, или же путем нанесения такого материала на диэлектрическое тело. Такой материал, имеющий к тому же оптически прозрачные продукты эрозии, выбирается, например, из группы окислов тптана, циркония, гафния, кремния, германия, алюминия, их композиций или соединений типа титаната бария (ВаТЮз) и титаната кальция (СаНОз).

Если колба лампы выполнена из поликристаллической окиси алюминия типа «поликор или плавленного кварцевого стекла, то в качестве диэлектрического материала может быть применена окись титана (ТЮг) или моноокись кремния (SiO). Повышение спектрального к. н. д. излучения в ультрафиолетовой и видимой областях спектра обеспечивается за счет эрозии в плазме разряда стенок диэлектрического тела н появления мощных полос и линий испускания продуктов диссоциации эрозионных частиц. В случае выполнения диэлектрического тела Б виде трубки последняя может быть заполнена газом с низкой теплопроводностью, например ксеноном или окисью углерода. Увеличение коэффициента преобразования подводимой электрической энергии в световое излучение в этом случае достигается в результате поглощения тепловой энергии разряда преимущественно тонкими стенками диэлектрического тела, что способствует более интенсивной эрозии материала в плазме. Достоинством предлагаемой лампы является также увеличенная пробивная прочность канала разряда, поскольку значения потенциалов ионизации эрозионных частиц по сравнению с потенциалами ионизации рабочего газа лампы велики. В этом случае сопротивление разряда канала возрастает при поступлении эрозионных частиц в плазму, что способствует более эффективному использованию энергии, запасенной в конденсаторной батарее даже при эксплуатации источников света с относительно коротким разрядным промежутком. На чертеже схематически изображена предлагаемая газоразрядная лампа. Лампа состоит из разрядной колбы 1 круглого сечения, электронных узлов 2 и 3, собранных на ее противоположных концах, и диэлектрического тела 4, смонтированного в колбе / коаксиально и закрепленного на электродных узлах. Разрядная колба / выполнена из оптически прозрачного материала, преимущественно из плавленного кварцевого стекла или поликристаллической окиси алюминия тина «полнкор, наполнена рабочим газом или паром, например, ксеноном под давлением от 5 до 1000 мм рт. ст., преимущественно 50 мм рт. ст., и вакуумплотно сочленена с электродными узлами 2 и 5 одним из известных способов. Каждый электродный узел содержит коваровый или ниобиевый держатель 5, средства 6 герметизации его в колбе и рабочий электрод 7. Последний выполнен в виде вольфрамовой чащки, на дне которой размещена амортизирующая прокладка 8, например, из стали или молибдена, компенсирующая различие в коэффициентах линейного расширения материала электрода и упирающегося в него торцовой частью диэлектрического тела 4. Диэлектрическое тело выполнено в виде монолитного стержня или трубки и размещено в разрядной колбе по ее оси, образуя со стенками колбы кольцевую полость шириной 2 - 7 мм, выполняющую роль разрядной камеры, ограниченной с торцов выступающими закругленными стенками чащеобразных электродов. Если тело 4 выполнено в виде трубки, то последнюю заполняют газом с низкой теплопроводностью, например ксеноном, до атмосферного или более высокого давления, либо углекислым газом, что наряду с новышением устойчивости конструкции к воздействию высоких давлений разряда, достигающих при разрущающих режимах свыще 50 атм, способствует уменьшению потерь энергии на нагревание газа и более эффективному преобразованию подводимой электрической энергии в световое излучение, особенно при эксплуатации в импульсном режиме, так как энергия при этом практически тратится на нагревание и испарение материала с ограничивающего плазму тонкого поверхностного слоя трубки. В качестве материала, из которого выполняют диэлектрическое тело, используется диффузно отражающая излучение керамика, способная к эрозии в плазме разряда и не образующая при этом сажистых соединений. При подключении описанной газоразрядной лампы на основе эрозионной плазмы в разрядную цепь в момент пробоя разрядного промежутка выделяется большое количество энергии, которое тратится преимущественно на ионизацию рабочего газа и на иснареиие материала диэлектрического тела. При попадаНИИ эрозионных частиц в газоразрядную плазму они диссоциируют на атомы, которые испускают мощные полосы излучения в определенных областях спектра, накладываясь на спектр излучения рабочего газа. Предмет изобретения 1.Газоразрядная лампа с размещенным но оси разряда диэлектрическим телом в виде стержня или трубки по авт. св. № 264553, отличающаяся тем, что, с целью повышения спектрального к. п. д. в выбранном диапазоне длин волн, указанное тело выполнено из днффузно отражающего излучение материала, способность к эрозии которого в плазме разряда превыщает эрозию материала колбы, или покрыто таким материалом. 2.Газоразрядная лампа по п. 1, отличающаяся тем, что в случае выполнения диэлектрического тела в виде трубки последняя, с целью повышения коэффициента преобразования подводимой электрической энергии в световое излучение при работе в импульсном режиме, заполнена газом с низкой теплопроводностью, например, ксеноном или двуокисью углерода.