CN219040408U

CN219040408U - 一种准分子光源

Info

Publication number: CN219040408U
Application number: CN202221262574.2U
Authority: CN
Inventors: 韩伟; 姜文锋; 牟忠德
Original assignee: Jiangsu Shengzhishou Medical Technology Co ltd
Current assignee: Jiangsu Shengzhishou Medical Technology Co ltd
Priority date: 2022-05-24
Filing date: 2022-05-24
Publication date: 2023-05-16
Anticipated expiration: 2032-05-24

Abstract

本实用新型涉及准分子光源技术领域，提供了一种准分子光源，包括：放电管，具有密封的腔体，腔体内封入稀有气体和卤素作为发光气体；第一电极，设置在放电管一端的第一位置；第二电极，设置在放电管另一端的第二位置，第一电极与第二电极适于在放电管的内部产生介质阻挡放电，放电管介于第一位置与第二位置之间的区域形成放电区域；其中，放电管的腔体的体积记为Vmm³，放电管处于放电区域的内表面积记为Smm²，发光气体中卤素原子分压记为Ptorr，则满足下述公式：(V×P)/S＜4.5。该准分子光源，放电区域的内表面积相对于整个放电管的体积更大，可以有更高的光引出效率，获得更高的功率和照度，同时又可以适当兼顾准分子光源的寿命。

Description

一种准分子光源

技术领域

本实用新型涉及准分子光源技术领域，具体涉及一种准分子光源。

背景技术

准分子是一种处于激发状态的双原子分子，状态不稳定，在很短时间内跃迁回到能量较小的状态，分解为原子，同时辐射出光能量。根据该原理制作的光源称为准分子光源。以KrCl准分子光源举例，主要反应过程是，石英管内封闭氪气(Kr)和氯气(Cl)，在外电场作用下电子获得能量，周围的Kr被激发电离，Kr离子和Cl原子碰撞形成KrCl准分子复合物，该准分子复合物状态不稳定，一般几个纳秒内就会迅速分解还原为Kr和Cl，并辐射出主波长为222nm的紫外光。

KrCl准分光源在工作状态下，Cl原子被激励电离，在外电场作用下，轰击石英管被捕获，从而从石英管内消失。因为氯气的损耗，而照成紫外辐射能量减少，照度降低。定义照度降低到50％视为光源的寿命，如何延长光源的寿命显然具有经济效益。现有技术中的准分子灯，通过限定放电区域面积提升光源寿命。但在限定放电区域面积时，也限制了准分子光源的输出能力，导致准分子光源的照度输出不佳。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于现有技术中的准分子灯，通过限定放电区域面积提升光源寿命，但在限定放电区域面积时，也限制了准分子光源的输出能力，导致准分子光源的照度输出不佳，从而提供一种准分子光源。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种准分子光源，包括：放电管，具有密封的腔体，所述腔体内封入稀有气体和卤素作为发光气体；第一电极，设置在所述放电管一端的第一位置；第二电极，设置在所述放电管另一端的第二位置，所述第一电极与所述第二电极适于在所述放电管的内部产生介质阻挡放电，所述放电管介于所述第一位置与所述第二位置之间的区域形成放电区域；其中，所述放电管的腔体的体积记为Vmm³，所述放电管处于所述放电区域的内表面积记为Smm²，发光气体中卤素原子分压记为Ptorr，则满足下述公式：

(V×P)/S＜4.5。

进一步地，所述第一电极与所述第二电极均紧贴所述放电管的侧壁设置。

进一步地，所述发光气体为氯原子和氪原子的混合气体，所述发光气体的气压范围为40torr-230torr。

进一步地，所述发光气体中氯原子的分压比例不大于2％，氪原子分压不小于98％。

进一步地，所述放电管的长度不小于50mm。

进一步地，所述第一电极与所述第二电极的材料均包括高密度铝、不锈钢或镍合金中的一种或多种。

进一步地，所述放电管为石英管。

进一步地，所述石英管的石英玻璃羟基小于10ppm。

进一步地，所述放电管包括方管、圆管以及同心管中的一种或多种。

进一步地，所述第一电极与所述第二电极均包括弧形板、平板或网状板结构中的一种或多种。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

本实用新型提供的准分子光源，放电区域的内表面积相对于整个放电管的体积更大，可以有更高的光引出效率，获得更高的功率和照度，同时又可以适当兼顾准分子光源的寿命，使得该准分子光源更加契合需要强功率和照度的应用场景。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中的准分子光源的整体结构示意图；

图2为图1的剖视图；

图3为图1的侧视图；

图4为本实用新型实施例中的准分子光源中第一电极的示意图；

图5为本实用新型实施例中的准分子光源中使用图4中的第一电极时的示意图；

图6为本实用新型实施例中的准分子光源中放电管为方管时的示意图；

图7为本实用新型实施例中的准分子光源中放电管为同心管时(电极在外)的示意图；

图8为本实用新型一个实施例中的准分子光源中放电管为同心管时(电极在内)的示意图；

图9为本实用新型又一个实施例中的准分子光源中放电管为同心管时(电极在内)的示意图；

图10为本实用新型又一个实施例中的准分子光源中放电管为同心管时(内外均有电极)的示意图；

图11为本实用新型又一个实施例中的准分子光源中电极为网状板结构时的示意图。

1、放电管； 2、第一电极； 3、第二电极。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

图1为本实用新型实施例中的准分子光源的整体结构示意图；图2为图1的剖视图；图3为图1的侧视图；如图1、图2以及图3所示，本实施例提供一种准分子光源，包括：放电管1，具有密封的腔体，腔体内封入稀有气体和卤素作为发光气体；第一电极2，设置在放电管1一端的第一位置；例如，第一电极2的端部可以与放电管1的端部平齐，再例如，放电管1也可以相对于第一电极2向外伸出。第二电极3，设置在放电管1另一端的第二位置，例如，第二电极3的端部可以与放电管1的端部平齐，再例如，放电管1也可以相对于第二电极3向外伸出。第一电极2与第二电极3适于在放电管1的内部产生介质阻挡放电，放电管1介于第一位置与第二位置之间的区域形成放电区域，其中，第一电极2与第二电极3之间可预留一定的间隔，此时，在放电管1的中部形成强放电区，放电管1的两端部形成弱放电区。其中，放电管1的腔体的体积记为Vmm³，放电管1处于放电区域的内表面积记为Smm²，发光气体中卤素原子分压记为Ptorr，则满足下述公式：

(V×P)/S＜4.5。

本实施例提供的准分子光源，放电区域的内表面积相对于整个放电管的体积更大，可以有更高的光引出效率，获得更高的功率和照度，同时又可以适当兼顾准分子光源的寿命，使得该准分子光源更加契合需要强功率和照度的应用场景。

图6为本实用新型实施例中的准分子光源中放电管为方管时的示意图；如图6所示，例如，放电管1可以为方管，对应的，第一电极2与第二电极3分别为平板，图11为本实用新型又一个实施例中的准分子光源中电极为网状板结构时的示意图，如图11所示，或者第一电极2与第二电极3分别为网状板结构。例如，放电管1也可以为圆管，对应的，第一电极2与第二电极3分别为弧形板。

其中，第一电极2与第二电极3均紧贴放电管1的侧壁设置，例如，当放电管1为圆管时，第一电极2与第二电极3可以分别紧贴在放电管1的外侧壁。

图7为本实用新型实施例中的准分子光源中放电管为同心管时(电极在外)的示意图；图8为本实用新型一个实施例中的准分子光源中放电管为同心管时(电极在内)的示意图；图9为本实用新型又一个实施例中的准分子光源中放电管为同心管时(电极在内)的示意图；图10为本实用新型又一个实施例中的准分子光源中放电管为同心管时(内外均有电极)的示意图；如图7、图8、图9以及图10所示，例如，当放电管1为同心管时，第一电极2与第二电极3可以位于同心管的内孔中，第一电极2与第二电极3也可以位于同心管的外部，第一电极2与第二电极3均可以为环形，也可以为半环形，目的在于在放电管1的内部产生介质阻挡放电。

优选的，发光气体为氯原子和氪原子的混合气体，发光气体的气压范围为40torr-230torr。

其中，发光气体中氯原子的分压比例不大于2％，氪原子分压不小于98％。

其中，放电管1的长度不小于50mm。

优选的，第一电极2与第二电极3的材料均可以为高密度铝，可以反射紫外光，在该准分子光源正前方进一步提高照度输出。

例如，第一电极2与第二电极3的材料均可以为不锈钢。再例如，第一电极2与第二电极3的材料均可以为镍合金中。

其中，放电管1可以为石英管。优选的，石英管的石英玻璃羟基小于10ppm。

一种实施方式下，放电管1的长度100为mm，直径为8mm，第一电极2与第二电极3均设置在放电管1的外部，并和放电管1紧贴，第一电极2与第二电极3之间的间隔可以为10mm。放电管1的内部封入150torr压力的Kr和Cl₂的混合气体，Kr：Cl₂的比例为0.993：0.007，氯原子分压P为2.1torr。此时，V为5026mm³，S为2513mm²，计算(V×P)/S＝4.2。

图4为本实用新型实施例中的准分子光源中第一电极的示意图；图5为本实用新型实施例中的准分子光源中使用图4中的第一电极时的示意图；如图4与图5所示，为使放电管1能和第一电极2与第二电极3固定为一体，将第一电极2与第二电极3的内径和放电管1的外径尺寸设计一致，使放电管1的外表面和第一电极2与第二电极3的内表面均紧密贴合，此时计算结果依然为(V×P)/S＝4.2。

又一种实施方式下，如图5所示，放电管1的长度为80mm，直径为6mm，第一电极2与第二电极3之间的间隔为9mm，放电管1封入190torr气压的Kr和HCl混合气体，Kr:HCl比例为0.97：0.03，氯原子分压P为2.85torr。V为2262mm³，S为1508mm²，计算(V×P)/S＝4.3。

综上，本申请中的准分子光源，选用适当长度的放电管1，充入一定压力的、配比优化的Kr、Cl气体，使两个电极紧贴放电管1，并且电极和放电管1具备较大的接触面积，可以在平衡光源寿命的前提下，获得更大的紫外辐射照度输出。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims

1.一种准分子光源，其特征在于，包括：

放电管，具有密封的腔体，所述腔体内封入稀有气体和卤素作为发光气体；

第一电极，设置在所述放电管一端的第一位置；

第二电极，设置在所述放电管另一端的第二位置，所述第一电极与所述第二电极适于在所述放电管的内部产生介质阻挡放电，所述放电管介于所述第一位置与所述第二位置之间的区域形成放电区域；

其中，所述放电管的腔体的体积记为Vmm³，所述放电管处于所述放电区域的内表面积记为Smm²，发光气体中卤素原子分压记为Ptorr，则满足下述公式：

(V×P)/S＜4.5。

2.根据权利要求1所述的准分子光源，其特征在于，

所述第一电极与所述第二电极均紧贴所述放电管的侧壁设置。

3.根据权利要求1所述的准分子光源，其特征在于，

所述发光气体为氯原子和氪原子的混合气体，所述发光气体的气压范围为40torr-230torr。

4.根据权利要求3所述的准分子光源，其特征在于，

所述发光气体中氯原子的分压比例不大于2％，氪原子分压不小于98％。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的准分子光源，其特征在于，

所述放电管的长度不小于50mm。

6.根据权利要求1所述的准分子光源，其特征在于，

所述第一电极与所述第二电极的材料均包括高密度铝、不锈钢或镍合金中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的准分子光源，其特征在于，

所述放电管为石英管。

8.根据权利要求7所述的准分子光源，其特征在于，

所述石英管的石英玻璃羟基小于10ppm。

9.根据权利要求1所述的准分子光源，其特征在于，

所述放电管包括方管、圆管以及同心管中的一种或多种。

10.根据权利要求1所述的准分子光源，其特征在于，

所述第一电极与所述第二电极均包括弧形板、平板或网状板结构中的一种或多种。