Спектральный газоразрядный источник ультрафиолетового излучения Советский патент 1981 года по МПК H01J61/10 

(54) СПЕКТРАЛЬНЫЙ ГАЗОРАЗРЯДНЫЙ ИСТОЧНИК УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

11зобретение относится к газоразрядным лампам, в которых разряд возбуждается в дейтерии с помощью постоянного напряжения, приложенного к электродам, в частности к газоразрядным спектральным пампам, имеющим боковой выход излучения. Подобные лампы являются источниками сплошного ультрафиолетового излучения и применяются в спектрофотометрах, а также в биологии, медицине и других областях науки и техники. Известны газоразрядные спектральные источники ультрафиолетового излучения, содержащие колбу с оптически прозрачным окном, катод прямого накала, смещенный относительно оси излучения, анод с отверстием для выхода излучения, расположенный ближе к окну, чем упомянутый катод. Анод и катод размещены в отдельных камерах, разделенных экраном с отверстием, перед которым укреплена диафрагма для формирования разряда в ее отверстии Сз Наиболее близким по технической сущности к изобретению является спектральный газоразрядный источник ультрафиолетового излучения, кварцевая колба которого, наполненная дейтерием, имеет боковое окно для выхода излучения, герметизиро..вана ножкой и содержит расположенный перед этим окном анод, находящийся в анодной камере, катод, находящийся в катодной камере, и разделяющий указанные камеры экран с диафрагмой, с каналом в виде цилиндрического отверстия. Диафрагма (так называемый световой щщзиц) концентрирует плазму разряда, благод я чему образуется близкий к точечному источник ультрафиолетового излучения большой яркости С2. Недостаток известного источника заключается в том, что рабочая поверхность концентрирующей разряд диаграммы представляет собой цилиндрический канал, оканчивающийся острыми краями. Из-за большой концентрации плазмы разряда в отверстии диафрагмы, материал диафрагмы (например молибден) расплывается в результате ионной бомбардировки. Осо3. 8 бенно интенсивно распыляется материал диафрагмы в зонах перехода поверхности канала в боковую поверхность, где образуются углы, из-за особо сильной концентрации разряда на этих заострениях Кро ме того, из-аа фокусировки диафрагмой такой формы динамических струй составля ющих плазмы, возникающих при разряде, продуктам распыления как диафрагмы, так и катода также сообщается значительная скорость вдоль оси разряда в направлении выходного окна колбы, и большая часть продуктов распыления достигает окна и осаждается на нем (так как давление наполняющего колбу газа сравнительно невв лико, и его рассеивающая способность недостаточна). Поэтому в процессе срока службы лампы пропускная способность окна в ультрафиолетовом диапазоне спектра падаег и лампа выходит из строя изза уменьшения .силы света. Попытки уменьшить диаметр светящегося пятна путем уменьшения диаметра канала диа агмь1 ускоряют этот процесс, а также ведут к увеличению падения напряжения в разрядном промежутке и ухудшают эле.к.трические параметры лампы. Цель изобретения - увеличение долговечности спектрального газоразрядного источника ультрафиолетового излучения. Эта цель достигается тем, что в источнике ультрафиолетового излучения, содержащем наполненную дейтерием или его смесью с другими газами кварцевую колбу с окном для выхода излучения, установленные в ней вдоль оси, перпендикулярной окну, катод, анод и разделяющий их экран с отверстием, на котором укреплена диафрагма с каналом для формирования разряда, осевое сечение канала диа4фагмы образовано двумя дугами полуокружностей, выпуклыми сторонами обращенными друг к другу. Диаметр полуокружностей равен толщине дй«йрагмы, так что они плавно со гфягаются. с линиями разреза боковых поверхностей диафрагмы. При такой конструкции распыление материала диафрагмы минимально, так как отсутствуют заострения и углы. Подобная ферма канала обладает минимальными фокусирующими свойствами для газодинамических струй плазмы , поэтому продукты распыления в лампе не фокусиру ются, а рассеиваются во все стороны, и на окно попадает лишь незначительная их часть, что позволяет значительно увеличить долговечность лампы. Так как про тяженность участка канала с наименьшим 6 диаметром сведена до минимума, можно при сохранении величины падения напряжения на диафрагме в приемлемых пределах уменьшить диаметр отверстия, что позволяет более приблизить светято-ся пятно к точечному. На фиг. 1 изображена предлагаемая лампа, общий вид; на фиг. 2 - диафрагма, осевой разрез. Разрядная колба х выполнена из кварцевого стекла и имеет боковое окно 2 также из кварцевого стекла, пропускающего ультрафиолетовое излучение до 1600 А° ,. Колба 1 герметизирована ножкой с тремя выводами и наполнена смесь дейтерия с неоном. Внутри колбы 1 укреплена экранная камера 3, в которой находятся оксидный катод прямого канала 4 и кольцевой анод 5, разделенные экраном 6 с отверстием, перед которым контактной сваркой укреплена молибденовая диафрагма. Между анодом 5 и окном 2 расположен дополнительный sKpaiH 8 с отверстием, этот экран ограничивает напыление продуктов распыления на окно 2. Анод 5 и отверстие в дополнительном экране 8 соосны каналу 9 в диафрагме 7, эта ось перпендикулярна плоскости окна 2. Канал 9 диафрагмы 7 в сечении по оси (фиг. 2) образован дугами полуокружностей, выпуклыми сторонами обращенными друг к другу. Диаметр полуокружностей равен толщине диафрагмы 7, что обеспечивает плавное сопрягание поверхностей. При рай боте лампы катод 4 подогревается до появления термоэлектронной эмисси, при подаче постоянного напряжения между анодом 5 и катодом 4 возникает разряд в дейтерии, который концентрируется в канале 9 диафрагмы 7. Ультрафиолетовое излучение через отверстие в экране 8 и окно 2 выходит наружу, Предложенная конструкция спектрального газоразрядного источника ультрафиолетового излyчe шя позволяет существенно уменьшить количество напыляемых на выходное окно в процессе срока службы продуктов распыления внутренних деталей, чем значительно увеличивается долговечность лампы, так как сохраняется прозрачность окна для ультрафиолетового излучения. Конструкция диафрагмы позволяет уменьшить диаметр канала без ухудшения Электрических параметров, делает . ВОЗМОЖНЫМ приблизить источник излучения к точечному.