Газоразрядный источник света Советский патент 1982 года по МПК H01J65/04 

1

Изобретение относится к газоразрядным лампам без электродов внутри баллона, которые возбуждаются внешним электромагнитным полем высокой частоты.

По основному авт. св. fv 660123 известно устройство, содержащее светоизлучающий трубчатый баллон, имеющий общую газовую среду с диэлектрическими баллонами, наружная поверхность которых имеет металлические покрытия, выполняющие роль внешних электродов, подключаемых к высокочастотному генератору.: Светоизлучающий баллон представляет собой прямую или изогнутую трубку, например, в виде плоской или изогнутой спирали, в которой газовый разряз возникает под действием высокочастотного напряжения, прикладываемого к проводящему покрытию, выполняющему роль внешних электродов 1 }.

,С6здание указанного источника света для устройства записи информации, в которых требуется высокая яркость и малые размеры светоизлучающего баллона, затруднено в свяёи с существенным увеличением доли потерь мощности в приэлектродных областях при уменьшении длины светоизлучающей трубки. При этом также возрастает проходная емкость между внешними электродами, что ограничивает величину тока, протекающего через плаз10му разряда. Кроме того, электродные узлы имеют относительно большие размеры, увеличивающие общие габариты лампы.

Целью изобретения является увели15чение яркости и уменьшение габаритов лампы путем увеличения поверхности внешних электродов.

Поставленная цель достигается тем, 2Q что дополнительные диэлектрические баллоны образованы коаксиально установленными один в другом цилиндрами, которые соединены между собой, обра-зуя кольцевую полость, ширина которой 9 не менее lOOA-g, где Ле средняя длина свободного пробега электрона в газе-наполнителе. Коаксиальные цилиндры могут быть соединены между собой через дополнительный цилиндрический отросток, расположенный соосно с цилиндрами внутри них. Баллоны установлены коаксиально один внутри другого. На фиг. 1, 2,3 показаны, варианты выполнения ис: очника света. Источник света содержит светоизлучающий трубчатый баллон (капилляр) ,1, имеющий общую газовую-среду через связи 2 и 3 с дополнительными диэлектрическими баллонами и 5, наружная поверхность которых имеет проводящие покрытия, выполняющие роль внешних электродов 6, подключаемых к высокочастотному генератору. Дополнительные диэлектрические баллоны и 5 выполнены в виде коаксиальных цилиндров 7 и 8, которые входят один в другой, соединены между собой и имеют общую газовую среду при этом ширина зазора D между внутренними поверхностями цилиндров не менее , где Ке средняя дли на свободного пробега электрона в газе-наполнителе. Цилиндры 7 и 8 могут быть соединены через цилиндричес кий отросток 9 (фиг. 1 и 2). В качестве светоизлучающей поверх ности в первом варианте конструкции (фиг. 1) используется боковая поверх ность капилляра трубчатого баллона Второй вариант конструкции (фиг. 2) приспособлен для вывода излучения, как с торца баллона 1, так и с его боковой поверхности. Третий вариант конструкции (фиг. 3) имеет коаксиал ное расположение дополнительных диэлектрических баллонов i и 5, причем один баллон установлен внутри другого, а вывод излучения осуществляется с торца капилляра 1. Устройство работает следующим образом. При подключении внешних электродов 6 к высокочастотному генератору в лампе зажигается разряд и через светоизлучающий баллон 1 начинает протекать электрический ток, вызывающий свечение наполняющего газа.Яркость излучения лампы пропорциональ на.величине разрядного тока. Для за данного напряжения высокочастотного источника питания величина тока, пр 4 текающего через баллон 1, ограничивается падением напряжения в положительном столбе разряда Up с приэлектродных областях Цп.эи падением напряжения на емкостях С и С, образующихся между поверхностью внешних электродов 6 и плазмой приэлектродных областей, разделенных диэлектрической оболочкой дополнительных баллонов 4 и 5. Общее падение напряжения на лампе равно n -vOJn.,) CWT) где i - ток через лампу; f - частота синусоидального питающего напряжения; Р с; гс1Для увеличения разрядного тока через лампу для заданном выходном напряжении и частоте высокочастотного питающего генератора необходимо увеличить емкость С и уменьшить величину приэлектродного падения напряжения, что можно достичь увеличением поверхности внешних электродов 6, размеры которых определяются размерами дополнительных диэлектрических баллонов t и 5. Однако для малых размеров светоизлучающего баллона 1 существует предел увеличения габаритов дополнительных диэлектрических баллонов t и 5, поскольку это приводит к увеличению проходной емкости между внешними электродами 6, шунтирующей область разряда. Применение дополнительных диэлектрических баллонов и 5 с развитой поверхностью в виде коаксиальных цилиндров, которые входят один в другой, соединены между собой и имеют общую газовую среду, позволяет увеличить поверхность внешних электродов 6 без увеличения габаритов лампы и проходной емкости между электродами, что обеспечивает снижение доли приэлектродных потерь, увеличение силы тока через светоизлучающий капилляр 1 и увеличение яркости лампы. При выборе ширины зазора D между внутренними поверхностями цилиндров дополнительных диэлектрических баллонов и 5 порядка одной протяженности приэлектродных областей (несколько сотен Ag) наблюдается явление, сходноес эффектом полого като-, да в тлеющем разряде, которое приводит к дополнительному снижению приэлектродного падения напряжения и

уменьшению доли потерь у электродов лампы. При ширине зазора D менее ЮОЛе резко увеличивается призлектродное падение напряжения и возрастает доля приэлектродных потерь.

Использование предложенного источника света позволяет создать сери компактных безэлектродных газоразрядных источников света емкостного типа в кварцевой оболочке с малыми размерами тела свечения и высокой яркостью, которые могут быть использованы для оптической записи информации на светочувствительные слои Отсутствие электродов внутри баллона лампы позволяет расширить возможности наполнения агрессивными смесями газов и паров. В источниках света использованы в качестве наполнения смеси азота с инертными газами, например азот-неоновое наполнение (10% азота, при суммарном давлении 10 Торр), что существенно повышает яркость в сине-фиолетовой и ближней ультрафиолетовой областях спектра при значительно большем сроке службы по сравнению с известными фотомодуляторными лампами ТНАМ-30 и ДРГМ-7

Формула изобретения

1.Газоразрядный источник светд по авт. св. If 660123 отличающийся тем, что, с целью увеличения яркости и уменьшения габритов путем увеличения поверхности внешних электродов, каждый из дополнительных баллонов образован коаксиально установленными один в другом цилиндрами, герметично соединенными,с одной стороны, образуя кольцевую полости, ширина которой не менее ЮОД, гдеЛ средняя длина свободного пробега электрона в газе-наполнителе.

2.Источник по п. 1, о т л и чающийся тем, что указанные цилиндры соединены между собой через цилиндрический отросток, расположенный соосно с цилиндрами внутри них.

3.Источник по пп. I и 2, о т личающийся тем, что баллоны установлены коаксиально один внутри другого.

Источники информации, :принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР If 660123, кл. Н 01 J бЗМ, 1976.

7 S

/ /

(±

«

.Л v4 T«TO x

V J I

/

1

4t J

ТШ

y H

Фиг.У

8 / Ч //