Импульсный источник света Советский патент 1979 года по МПК H01J61/90 H01J61/54 

Изобретение относится к импульсным газоразрядным источникам света и може быть испопьзовано при создании высокотемпературных импульсных источников света с короткой длительностью фронта светового импульса. Известны импупьснью источники свет содержащие накопитель энергии, разрядный промежуток, ограниченный двумя эпектродами, и устройство для создания между элетродами цилиндрического провод5пцёго канала с низким электрическим сопротивлением 1. По мере выделения электрической энергии в плазме происходит ее нагревание с одновременным расширением канала разряда и излучением света. Недостаток указанного источника света состоит в том, что он генерирует световой импульс колоколообразной формы и сокращение длительности фронта светового импульса достигается лишь путем изменения периода колебания разрядного контура. Известны импульсные лампы, у которых между электродами расположена металлическая проволочка, зажигакицая. разряд 2. Колпачки, закрывающие торцы наружного баллона, приклеены эпоксидной смолой. При определенной температуре после зажигания разряда спаи наружного баллона разрушаются, и лампа , таким образом, отключается. Недостатком такого импульсного источника света является затянутый передний фронт светового импульса и однократность использования. Наиболее близким техническим решением является импульсный источник света, обеспечивающий крутой фронт нарастаний волны света без изменения характера работы источника энергии, у которого металлический проводник, соединяющий два электрода и служащий для зажигания разряда в промежутке между электродами, окружен по всей алине непрозрачным диэлектрическим экраном цилиндрической формы, разрушаемым в процес36се работы 3J. На начальной мапоэнергетической стадии работы источника энергии плазменный канап, излучающий свет, находится внутри непрозрачного экрана, вскр тие которого происходит при диаметре расширяющегося канала разряда, равного диаметру экрана. За счет этого в несколько раз сокращается длительность переднего фронта светового импульса и существенно увеличивается начальная излучающая поверхность источника света. Недостаток указанного источника света состоит втом, что для подготовки его к работе необходимо устанавливать новый экран, используемый однократно. иепью настоящего изобретения являет ся обеспечение многоразового использования экрана в известном импульсном источнике света. Импульсный источник света в соответствии с изобретением содержит подоб но известному два электрода, ограничивающие разрядный промежуток и соедине ные зажигающим разряд металлическим проводником, окруженным по всей дпине диэлектрическим непрозрачным экраном цилиндрической формы, площадь поверхности которого превышает начальную излучающую поверхность канала разряда. Отличительной особенностью предла гаемого источника света, обеспечивающей достижение указанной цели, является то, что экран имеет диаметр, меньши наружного диаметра электродов, и на ег боковой поверхности выполнены отверсти которые размещены равномерно по боковой поверхности экрана. Отверстия в об ласти, прилегающей к. электродам, имею прямоугольную форму и вытянуты попере экрана, а на остальной части поверхност отверстия выполнены круглыми. Общая площадь отверстий составляет не менее половины площади боковой поверхности экрана. На начальной малоэнергетическо стации работы источника энергии эпект- рический разряд происходит внутри указанного экрана и излучение света наружу является минимальным. Излучение через отверстия экранируется продуктами jg испарения внутренней поверхности экрана. После того, как диаметр расширяюшегсхгя канала разряда достигнет стенок экрана, происходит переброс разрядного тока в область вне экрана, чему способствует истекание плазмы через отверстия в боковой поверхн(х;ти экрана. Так как полное испарение экрана не обязательно, то предел его прочности. J5 25 определяемый, например его толщиной, выбирают таким образом, чтобы экран в процессе работы не разрущался. Равномерное расположение отверстий на части экрана, не прилегающей к электродам, и наличие поперечных прямоугольных отверстий в области, прилегающей к электродам, способствует сокращению времени переброса и обеспечивает симметрию газового разряда в области вне экрана. С целью снижения избыточного давления внутри экрана, возникающего в процессе работы, общая плвщадь от-верстий составляет не менее половины боковой поверхности экрана. Так как при равномерном распределении отверстий на боковой поверхности экрана, наибольшему износу подвержены области, прилегающие к электродам, именно в этих областях выполнены поперечные отверстия, способствующие свободному стоку плазмы, что увеличивает ресурс работы экрана. На чертеже схематически изображен импульсный источник света вместе с подсоединенным к нему источником энергии. Импульсный источник света содержит два кольцевых электрода 1, 2, ограничивающих разрядный промежуток длиной ЭО-ЮО см, разделенный на две части 3 и 4 ципийдрическим экраном 5 диаметром 15-2О мм с толщиной стенки 12 мм в одной из которых (3), ограниченной электродами 1, 2 и экраном 5, расположен металлический проводник 6 диаметром 0,1-0,05 мм, соединяющий кольцевые электроды 1, 2 и служащий для зажигания разряда. В качестве элемента зажигания может быть использован, например, стержневой инициатор многоразового действия. Равномерно по всей дпине экрана 5, изготовленного из 1О-30 слоев пленочного лавсана или фибры, за исключением области, прилегающей к электродам, выполнены круглые отверстия 7 диаметром 3-5 мм, а в прилегающих к электродам областях Bbfполнены вытянутые поперек экрана прямоугольные отверстия 8 щириной по 1О15 мм, расположенные равномерно по окружности цилиндра. Общая площадь отверстий 7 и 8 составляет не менее поповины общей ппощади боковой поверхности экрана 5. К эпектродам 1 и 2 источника света подсоединен источник энергии 9, например конденсаторная батарея энергоемкостью fjltvflm и рабочим напряжеиньм 1-51ОВопьт. Импульсный источник света работает спедукящим образом. При попкпючении источника энергии 9 с высоким рабочим напряжением происходит поджиг газового разряда в части разрядного, промежутка, заключенной внутри экрана 5. Излучение разряда внутри экрана практически не выходит из экрана, так как продукты испарения материала экрана экранируют излучение через отверстия. Так например, пары лавсана не пропускают упьтрафиопетовое излучение с длиной волны короче ЗООО Ангстрем. По мере нарастания тока происходит расширение канала разряда и, после того, как его диаметр станет равен диаметру экрана, плазма начинает истекать через отверстия 8, 7 в экране; что и способствует формированию газово го пробоя в части 4 разрядного промежутка. Переброс тока из части 3 в част 4 разрядного промежутка происходит быс тро, так как проводимость ограниченного экраном канала разряда падает, а проводимость разрядного канала вне экрана, п мере выделения в нем энергии, растет. Равномерное распределение отверстий в экране способствует формированию симме ричного цилиндрического разряда в области 4 разрядного промежутка. Поперечные .прямоугольные отверстия в прилегаю щей к электродам области экрана способ ствуют свободному истеканию плазмы из экрана, снижая тем самым механические нагрузки на него. Ресурс работы неразрушающегося в процессе работы экрана, определяемый .пределом прочности его конструкции, составляет 8-10 импульсов при подведенной энергии 6-81О Дж (экран из 2О слоев лавсана топщиной 0,05 мм). Использование неразрушающихся в пр цессе работы диэлектрических экранов в сочетании с поджигаюшим устройством многоразового действия позволяет создать неразгерметизируемый импульсный источник ультрафиолетового излучения с короткой длительностью переднего фронта светового импульса. Формула изобретения 1,Импульсный источник света, содержащий два электрода, ограничивающие разрягшый промежуток и соединенные металлическим проводником, используемым для зажигания разряда и окруженным по всей длине диэлектрическим непрозрачным экраном цилиндрической формы, площадь поверхности которого превышает начальную Излучающую поверхность канала разряда, отличающийся тем, что, с целью обеспечения многоразового использования, экран имеет диаметр, меньщий наружного диаметра электродов,и на его боковой поверхности выполнены равномерно расположенные отверстия. 2,Импульсный источник света.по п. 1, отличающийся тем, что отвер-s стия на боковой поверхности экрана, прилегающей к электродам, выполнены прямоугольными и вытянутыми поперек. экрана,а на остальной части боковой поверхности круглыми. 3,Импульсный источник света по л. 1, отличающийся тем, что общая площадь отверстий составляет не менее половины площади боковой поверхности экрана. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР hfe 454610, кл. Н О1 и 61/8О, 1973. 2.Патент США Ng 3534213, кп. 313-184, 1970. 3„ Авторское свидетельство СССР Nfe 475689, кл. Н 01 Л 01/8О, 1975.

О О о о о о

U5°oVo°o°o

°Ж°0°0°

РО°О°Ф°О°О°

ш

ш

о°о

«