Газоразрядная короткодуговая лампа высокого давления Советский патент 1981 года по МПК H01J61/86 

Изобретение относится.к короткодуговым двухэлектродным газоразрядны лампам высокого давления, используемым в импульсном режиме или питаемым пульсирующим током, у которых во вре мя световой вспышки под действием импульсов тока возникают акустические волны, распространяющиеся от зоны электрического разряда к внутреннш 1 стенкам баллона и затем частично отражающиеся от этих стенок внутрь лампы. Известны различные короткодуговые лампы, в которых для подавления акустического резонанса предлагается выполнять баллон лампы в виде ци.линдра. Вдоль по оси которого располагаются основные электроды лампы. При .такой конструкции баллона назад к гадоразрядиому промежутку отражает ся только часть акустической волны, которая падает на баллон лампы под углами, близкими к прямому. Явления акустического резонанса в такой .лампе ослабляются, однако полностью устранить их не удается 1. Другой разновидностью подобного решения является расположение дуги в центре описанной или вписанной в эллипсоид сферы 2, здесь также отражаются в центр разрядного промв жутка только те волны, которые падают на поверхность баллона под углами, близкими к прямому. Для большего снижения эффекта акустического резонанса предлагалось на внутреннюю поверхность цилиндрического баллона, лампы устанавливать кольцевые стеклянные призмы, подобные линзам Френеля 3. Акустическая волна, падая на наклонные поверхности этих призм, отражается в сторону и не попадает назад на разрядный промежуток. Такая конструкция лампы способствует более эффективному подавлению акустического резонанса, однако зоны телесного угла, в которых интенсивность светового излучения лампы наибольшая, оказываются перекрыты стеклянными катодиоптрическими элементами, перераспределяющими световой поток в пространстве, что снижает возможности использования такой лампы в оптических системах . Известна также возможность подавления акустического резонанса в лампах путем установки на один из основных электродов (преимущественно на катод) экрана в виде параболоида

вращения, в фокусе которого находится катодная область разрядного промежутка 4. Экран охватывает примерно всю прикатодную полусферу и ориентирует отраженную акустическую волну вдоль оси лампы, что несколько стабилизирует положение дуги в разрядном промежутке. Такой экран обеспечивает значительное подавление эффекта акустического резонанса, хотя часть волны, не перекрытая экраном, попадает на баллон лампы и может частично отразиться наза в разрядный промежуток. При такой конструкции экран, расположенный относительно близко к зоне разряда. Подвергается значительной тепловой нагрузке и запылению продуктами эрозии электродов, что приводит к поглощению части светового потока, возрастающей к концу срока службы лампы.

Прототипом предложенного изобретения является газоразрядная двухэлектродная короткодуговая. лампа высокого давления, содержащая корпу внутренняя поверхность которого выполнена в форме эллипсоида вращения Один из фокусов эллипсоида вращения расположен в центре газоразрядного промежутка 5.

Известные устройства не обеспечивают подавления акустического резонанса при работе лампы в импульсном режиме.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей лампы путем подавления акустического резонанса при работе в импульсном режиме.

Цель достигается тем, что в двухэлектродной короткодуговой лампе высокого давления, внутренняя поверхность корпуса которой выполнена в виде эллипсоида вращения, один из фокусов которого расположен в центре газоразрядного промежутка, друго фокус расположен внутри анода.

На чертеже показана конструкция лампы (вариант).

Корпус 1 лампы, выполненный изкварца или другого оптически прозрачного материала, имеет внутреннюю поверхность в форме эллипсоида вращения с фокусами в точках а ,d. К корпусу в направлениях фокальной оси припаяны цилиндрические трубчатые отростки 2 (на чертеже усечены) которые плавно переходят в зоне -6 в эллипсоидальную колбу корпуса 1. Трубчатые отростки 2 служат для герметичного ввода и крепления анода 3 и катода 4. Размеры элементов ножек обоих электродов и корпуса должны быть выбраны так, чтобы середина газоразрядного промежутка лампы находилась в первом фокусе эллипсоида вращения, а второй фокус находился при этом внутри массивного анода.

Баллон лампы наполняется, например, ксеноном до давления ,0,5-1 МПа (510 атм) или другими газами и парами металлов.

Практически полное подавление акустического резонанса в лампе достигается при такой конструкции следующим образом.

При возникновении импульсных разрядов или разрядов на пульсирующем токе в межэлектродном промежутке в районе первого фокуса (Точка i) возникают акустические ударные волны, расходящиеся от этой точки концентрческими сферами. Волны, распространяющиеся по направлениям Л, Б, В, достигают не одновременно внутренне поверхности баллона и при ударе о поверхность -частично поглощаются и частично отражаются. Волны, отражая от каждого кольцевого пояса баллона по направлениям г, Д, Е,. последовательно направляются ко второму факусу баллона по направлениям Ж, 3, однако на их пути оказывается поверхность анода. Каждый отраженный луч, ударяясь об определенный участок поверхности анода, частично поглощается и частично рассеивается во внутреннем объеме лампы, практически не попадая в зону разрядного промежутка, поскольку эта зона заэкранирована телом анодадля рассеянных и ослабленных при втором отражении акустических колебаний.

Подавление акустического резонанса в т.акой конструкции лампы происходит без существенного воздействия на характер распределения светового потока в пространстве, поскольку в конструкции лампы не имеется дополнительных экранов или призматических элементов,а эффект достигается тем, что все ударные волны,отражаясь от стенок корпуса под углом,близким к углу падения, направляются ко второму фокусу эллипсоида и при этом поглощаются и частично рассеиваются поверхностью электрода.

. Для более интенсивного поглощения и дробления акустической волны поверхность -анода может иметь насечк различной формы .или может быть покрыта слоем, поглощающим акустическую волну.

Лампа такой конструкции может быт применена в оптической телефонии и в системах передачи информации, закодированной импульсным или пульсирующим светом, причем пределы излучаемых частот не ограничены диапазонами резонансных частот.

Лампа с диаметром баллона 40 мм имеет межэлектродное расстояние 3 мм и расстояние между фокусами эллипсоида вращения 8 мм. Для шарово лампы с корпусом такого диаметра и соответствующими остальными пара