Газоразрядная лампа Советский патент 1980 года по МПК H01J61/10 G01J3/10 

(54) ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ЛАМПА

: :

Изобретение касается получения светового излучения в частности газоразрядных источников света с принудительным сужением канала разряда.

Известна газоразрядная лампа (I.

Из известных ламп наиболее близкой по технической сущности является лампа-, содержащая колбу, катод и анод и размещенные между ними Диафрагмы с отверстиями, предназначенными для фильтрации плазмы |2.

Эффективность этой лампы мала j 3;3a малой энергии электронов в плазме газового разряда..

Целью изобретения является повышение эффективности лампы в работе.

Для этого в газоразрядной лампе, содержащей катод, анод и установленные между ними диафрагмы с.отверстиями, каждая йз диафрагм выполнена с толщиной, меньщей диаметра круга, площадь которого равна площади поперечного сечения отверстия, диафрагмы установлены так, что расстояние между обращенными одна к другой поверхностями не более пятикратного значения диаметра упомянутого круга.

Ограничение Длины, канала отверстия диафрагмы и расстояния между диафрагмами указанными условиями, позволяет осуществить последовательное- каскадное ускорение электронов в двойных электрических слоях, образующих у отверстия каждой диафрагмы с катодной стороны. Электроны; ускоренные в двойном электрическом слое, образованном у отверстия какой-либо из диафрагм, долетают без суилественных потерь до двойного электрического слоя. Образованного у отверстия диафрагмы к дополнительно ускоряются внём,обогащая излучающую плазму электронами с более высокой энергией, чем энергия электронов,ускоренных только в одном электрическом слое.

На чертеже схематически изображена конструкция лампы.

Лампа имеет колбу 1, окно для выхода излучения 2, анод 3 С отверстием, цатод 4, диафрагмы 5 с отверстием «а, разделяющие объем колбы на камеры.

.Лампа может быть изготовлена в двух вариантах: колба I и диафрагма 5 могут быть изготовлены как из электроизолирующего материала, так и из металла, причем

иафрагмы могут быть изолированными от колбы 1 и друг от друга. Для лучшего их охлаждения они могут быть изм)товлены из

мё-ШШ й рггрессбвайб ииегаллическую

крлбу 1. В том и другом случае рабочие параметры лампы существенно не изме няются. Для увеличения мощности лампы целесообразно использовать случай, когда металлические диафрагмы 5 запрессованы в металлическую колбу 1.

Лампа работает следующим образом. При подключении к аноду 3 и катоду 4 ШбВДйк лёКТрИчесшгб тока, между анодом 3 и катодом 4, благодаря наличии газа в колбе 1,, протекает электрический ток. В области отверстий «а в диафрагмах 5 каМал разряда сужается и с катодной стороны указанных отверстий возникают яркосветящиеся плазменные образования сферической фбрмы, выпуклостью обращенные к катоду. Плазменнь1е образования явлйются следствием двойного электрического слоя, возникающего у отверстия диафрагмы и покрывающего светящееся плазменное образование. Электроны плазмы газового разряда попа д,а я в область двойного электрическоТй С 1С)Я, ускоряютсяв нем, затем Часть ускоренных электронов еще ускоряются в последующих двойных электрических слоях, распоЛб):кённых с анодной стороны от двойного электрй4ескрго слоя.

Таким образом, в лампе используется новый способ ускорения электронов вгГлазме газового разряда. Обогащение плазмы электронами с повыщенной энергией вызы бШт уйеличени€ светового потока лампы и изменяет его спёктральньш состав.

Поскольку двойной электрической слой имеет выпуклую форму и обладает фокусирующим действием на электроны, целесообразно расстояние между диафрагмами и толщину диафрагм выбирать не только из расчёта среднего свободного пути электрона в газе, но также с учетом особенности фокусировки электронов двойным электрическим .

Практически наибольшее фокусирующее действие двойного эл ектрическрго слоя н.аблюДается йа расстоянии от кромки отверстия диафрагмы, расположенной с катодной стороны не более, чем диаметр или ширина отве)стия диафрагмы; на большемчем указанное расстояние, плотность ускоренных электронов уменьшается и на расстоянии, соответствующем пяти диаметрам или ширины отверстия диафрагмы, она становится минимальной.Расстояние от границы двойного электрнч1еского слоя, на котором в основном происхбдит фокусирование электронов, .зависит

от формы поверхности указанной границы, котЬрая в свою сучередь зависит от диаметра отверстия Диафрагмы. Практически, указанное расстояние от границы двойного электриа.:§5 йгк ческого слоя в сторону анода не превышает значения диаметра, а на большем расстоянии, происходит рассеяние эшектронов. Поэтому длина канала отверстия диафрагмы не должна превышать значение диаметра или ширины отверстия диафрагмы, а должна быть минимально возможной с целью уменьшения потерь фотонов и электронов, а также с целью уменьшения падения напряжения на разряде лампы. Целесообразно использовать диафрагмы из тугоплавких материалов толщиной не более 0. мм.

Лампаможет быть изготовлена также с изолированными друг от друга диафрагмами 5 и электрическими выводами от них через колбу 1. Это позволит изменять количество двойных электрических слоев путем электрического соединения одной или нескольких диафрагм 5 с анодом 3. Такое переключение позволит изменять световой поток лампы Испектральный состав ее излучения за счёт

изменения количества плазменных образований и изменения количества ускоренных групп электронов, а Следовательно, за счёт изменения энергии электронов в плазме гаatoBpro разряда лампы.

Ожидаемый texникo-экoн6мичecкий эффект указанной лампы заключается в увеличении эффективности работы ламшы и в том, ч го с помощью простого нового способа ускорения электронов в плазме газового разряда, не требующего дополнительно

специальных устройств для обогащения плазмы электронами с повышенной энергией, можно создать лампу с мощным световым потоком со спектральным составом широкого диапазона. Кроме того, можно создать лампу с управляемым световым потоком и

его спектральным составом.

Формула изобретения

ГазРразрядная лампа, содержащая колбу с окном для выхода злучения, герметично -устанрвленнь е в ней катод, анод с отверстием со стороны окна и размещенные между ними вдоль оси колбы диафрагмы со сквозными ртвёрстиями, отлычаюы4аяся

тем, чтр, с целью повышения эффективности работы лампы, каждая из диафрагм выполнена с тОлш,иной, меньшей диаметра круга, площадь которого равна площади поперечнргсг сечения ртверстия, и диафрагмы

установлены так, что расстряние между обращенными одна к другой поверхностями диафрагм меньше пятикратного значения диаметра упомянутого круга.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

ЧУ R

СчЧчуоог I jivvvsXvs

/