CZ286740B6

CZ286740B6 - Operation process of non-coherently radiating radiation source

Info

Publication number: CZ286740B6
Application number: CZ19952421A
Authority: CZ
Inventors: Frank Vollkommer; Lothar Hitzschke
Original assignee: Frank Vollkommer; Lothar Hitzschke
Priority date: 1993-04-05
Filing date: 1994-04-05
Publication date: 2000-06-14
Also published as: DE59410172D1; KR960702169A; KR100299151B1; EP0738311B1; JP2004303737A; HU9502905D0; DE4311197A1; WO1994022975A1; JP3714952B2; US5604410A; EP0738311A1; CA2159906A1; EP1078972A3; CZ242195A3; CA2155340A1; CA2159906C; JP2004296446A; EP1076084A3; JP2005276846A; HU215307B

Description

Způsob provozu nekoherentně vyzařujícího zdroje záření

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu provozu nekoherentně vyzařujícího zdroje záření, zejména výbojky, pomocí dielektricky bráněného výboje, při němž je alespoň částečně průsvitná výbojková baňka z elektricky nevodivého materiálu naplněná plynnou náplní, při němž jsou alespoň dvě elektrody umístěny u plynné náplně a pomocí přívodů jsou spojeny se zdrojem elektrické energie, a při 10 němž mezi alespoň jednou elektrodou a plynnou náplní je uspořádána dielektrická vrstva.

K vyvolání záření slouží výboj, který je utvořen uvnitř výbojky, přičemž mezi alespoň jednou elektrodou a výbojem je připravena dielektrická vrstva, díky níž je tento typ výboje jmenován také tichý nebo dielektricky bráněný výboj nebo bariérový výboj. Nekoherentně vyzařujícími zdroji záření rozumíme ultrafialové a infračervené zářiče, jakož i výbojky, které vyzařují zejména viditelné světlo. Vynález se hodí jak pro podtlakové plynové náplně, tak pro přetlakové plynové náplně a pro všechny tlaky plynu, které leží v oblasti mezi podtlakem a přetlakem.

Dosavadní stav techniky

Vybuzení podobných výbojů nastává obyčejně pomocí střídavého napětí, jak například vyplývá ze spisů DE 40 22 279 a DE 42 03 594 a z patentového spisu US 5 117 160. Tam je frekvence buzení volena mezi frekvencemi technických střídavých proudů a frekvencemi řádově v MHz (DE 40 22 279), například mezi 20 a 100 kHz (US 5 117 160).)

Nevýhodou tohoto druhu provozu je, že požadované účinnosti záření jsou relativně nízké při technicky relevantních hustotách výkonů. Typické UV účinnosti činí 10 % při plošných hustotách výkonů o 1 kW/m² a 15% při 10W/m², viz 3. zasedání členů komise UV a IR v Lichttechnischen Institut der Universitat Karlsruhe ze 7. 10. 1992 a „Dielectric Barrier 30 Discharges: An Unusual Light Source“, M. Neiger, LTI, Universitat Karlsruhe, 6^Λ Intemational Symposium on The Science and Technology of Light Sources, Budapešť, 1992.

EP-A-0 302 748 popisuje lampovitou indikační jednotku s elektricky izolovanou elektrodou, která pracuje za pomoci dielektricky bráněného výboje. K zapálení výboje je na elektrodu 35 výbojky přiloženo vysokofrekvenční napětí se špičkovým napětím řádově od 300 V do 6 kV.

Elektrody lampovité indikační jednotky jsou spojeny se sekundárním vinutím transformátoru. Primární vinutí transformátoru je spojeno se zdrojem proudu přes spínací tranzistor. Báze spínacího tranzistoru je nastavena impulzním generátorem, který opakovaně vysílá unipolámí obdélníkové impulzy s opakovači frekvencí 0,5 kHz a 20 kHz. Doby impulzu a mezer nejsou 40 specifikovány.

Podstata vynálezu

Vynález se zakládá na úkolu podstatně zlepšit efektivitu žádané produkce záření. Tento úkol řeší způsob provozu nekoherentně vyzařujícího zdroje záření, zejména výbojky, pomocí dielektricky bráněného výboje, při němž je alespoň částečně průsvitná výbojková baňka z elektricky nevodivého materiálu naplněna plynnou náplní, při němž jsou alespoň dvě elektrody umístěny u plynné náplně a pomocí přívodů jsou spojeny se zdrojem elektrické energie, a při němž mezi alespoň jednou elektrodou a plynnou náplní je uspořádána dielektrická vrstva, podle vynálezu, jehož podstatou je, že zdroj elektrické energie vysílá řadu impulzů napětí Up„(t) na obě elektrody, přičemž jednotlivý impulz n je charakterizován časovým průběhem napětí Up„(t) a dobou Tpn s hodnotami řádově od 1 ns do 50 ps a impulz n je od následujícího impulzu n+1 oddělen

-1 CZ 286740 B6 nevyužitou dobou Ton s hodnotami řádově od 500 ns do 1 ms a průběhu napětí Uon(t), přičemž během doby Tp„ se průběhy napětí Up„(t) zvolí tak, že do plynné náplně se během doby Tpn přenese zejména elektrický výkon, zatímco během nevyužitých dob Ton se průběhy napětí Uon(t) zvolí tak, že plynná náplň se vrací do stavu, který odpovídá stavu před předešlým impulzem napětí Upn(t).

Základní myšlenka vynálezu je ta, že dielektricky bráněný výboj je impulzně opakován, takže po sobě jdoucí elektrické přenosy energie jsou přerušeny i při vysokých hustotách výkonů, definovaných v jednotlivých výbojích, časovými úsek Ton, dále označovanými jako „nevyužitá doba“. Trvání jednotlivých časových úseků vyplývají z požadavků, aby přenos energie, nebo přesněji řečeno přenos činného výkonu, se v podstatě ukončil,, jakmile má přenos další elektrické energie za následek méně efektivní přeměnu v žádané záření, respektive, aby „nevyužitá doba“ se ukončila, jakmile je plynová náplň tak dalece zrelaxovaná, aby mohla být znovu vybuzena k efektivnější emisi žádaného záření, takže v časovém průměru je efektivita záření optimalizována. Tímto způsobem se například dají docílit účinnosti pro přeměnu elektrické energie na UV záření 65 % a více, což představuje několikanásobné zvýšení proti konvenčním postupům u dielektricky bráněného výboje.

V normálním případě se jedná o řadu stejných nebo jen polaritu měnících impulzů napětí, přičemž celkový počet napěťových impulzů n není principiálně omezen. Pro speciální případy je možno použít i řadu pravidelně se měnících impulzů napětí. Rada impulzů může být konečně úplně nepravidelná (např. při světelných efektech, kdy je více impulzů spojeno do jednoho svazku, takže vznikne pro lidské oko rozpoznatelný světelný efekt).

Během impulzní doby T^ je na elektrody přiložen napěťový impulz Upn(t), přičemž je přenášen činný výkon. Časový průběh impulzu není principiálně stanoven, může být volen různě, jako například:

a) unipolámí průběhy, to znamená, že napětí nemění svou polaritu během impulzních dob T_m. Sem mimo jiné patří lichoběžníkové, trojúhelníkové, do tvaru luku prohnuté napěťové impulzy, především napěťové impulzy ve tvaru paraboly a sinusové půlvlny, přičemž jsou vhodné jak kladné, tak záporné hodnoty (viz obr. 6a, kde jsou příkladně zobrazeny jen záporné hodnoty).

b) bipolámí průběhy, to znamená, že napětí mění svou polaritu během impulzních dob Tgn, přičemž průběhy mohou začít jak s kladnou, tak se zápornou hodnotou. To jsou například obě půlvlny sinusovky, dva bezprostředně na sebe navazující trojúhelníky s opačnými polaritami, dva bezprostředně na sebe navazující „obdélníky“ nebo lichoběžníky s opačnými polaritami, přičemž doby čela mohou mít různé vzrůstové, respektive sestupové časy (viz obr. 6b).

c) časový průběh z jednotlivých prvků za, a b, (výhodně dva nebo tři), přičemž napětí Up/ť) mohou nabývat různých hodnot, krátce i hodnotu 0, takže jednotlivé prvky mohou být také odděleny časovými úseky, ve kterých má napětí hodnotu 0 (viz obr. 6c). Zejména se mohou jednotlivé prvky opakovat.

Na obrázcích 6a - c je příkladně představen pouze výběr možných průběhů napětí. Z nich je patrné velké množství dalších průběhů. Zejména v praxi mají elektrické signály stále konečné vzrůstové a sestupové časy, překmity a zákmity, což na obrázcích 6a - c není zobrazeno.

Na průběh napětí během nevyužitých dob Tm, je kladen požadavek, že napětí Unn(t) je tak voleno, že v podstatě nenásleduje přenos činného výkonu. Stejně tak mohou trvat delší čas nízké hodnoty napětí, které jsou menší než napětí potřebné k novému zapálení, případně celou nevyužitou dobu Ton- Přitom není vyloučeno, že se krátkodobě, to v podstatě znamená menší čas než je impulzní doba Tpn, mohou vyskytnout napěťové špičky během nevyužité doby.

-2CZ 286740 B6

Typické absolutní hodnoty Upn jsou řádově kV. Uon leží nejlépe v blízkosti 0 V. Hodnoty Τ_ω a Ton leží v oblasti ps, přičemž v normálním případě je Tgn zřetelně kratší než Ton·

Režimy provozu výboje podle vynálezu jsou v podstatě docíleny vhodnou volbou budicích parametrů T^, Ton a amplitudou napětí Upn, přičemž pro zvlášť efektivní provoz jsou veličiny navzájem vhodně sladěny. Vedle toho hraje svou roli také průběh impulzů. Ojediněle závisí volené hodnoty budicích parametrů Tpn, Tgp a U_rn(t) na geometrii výboje, druhu plynné náplně, konfiguraci elektrod a druhu a síle dielektrické vrstvy. Pracuje-li výboj v provozním režimu podle vynálezu, je výtěžnost žádaného záření optimální.

Přírůstky nárazových procesů ve výboji pro danou náplň výbojky a následně také emise záření jsou v podstatě určovány hustotou elektronů n_e a rozdělením energie elektronů. Způsob provozu podle vynálezu umožňuje tyto časově proměnné veličiny pro produkci záření optimálně nastavit pomocí odpovídajícího výběru T^,, T^ a amplitudou napětí U^, respektive průběhem impulzů.

V porovnání s provozem se střídavým napětím používá vynález úmyslně jeden parametr navíc, nevyužitou dobu T₂, se kterou se může i při vysokých hustotách výkonů cíleně ovlivňovat časový a prostorový průběh hustoty nosičů náboje, stejně jako distribuční funkce energie. V provedení podle stavu techniky, ve kterém je použito střídavé napětí, je cílený vliv na veličiny možný pouze velice omezeně pomocí frekvence. Pouze předložený vynález umožňuje tak dalece vědomě zvyšovat účinnost dielektricky bráněných výbojů s technicky zajímavými hustotami výkonů, že vznikají alternativy ke konvenčním zdrojům záření.

Provozní režimy podle vynálezu se dají poznat podle toho, že se mezi elektrodami místo různě stavěných výbojových struktur, typicky tvaru vlákna nebo šroubu, vyskytuje značný počet stejných, v půdorysu (tedy kolmo k výboji) deltovitých výbojových struktur, které se šíří ve směru (okamžité) anody. Jelikož se tyto výbojové struktuiy vybuzují nejlépe s opakovači frekvencí v oblasti kHz, považuje pozorovatel za skutečnou tu výbojovou strukturu, která odpovídá „průměrné“ výbojové struktuře v časovém rozkladu lidského oka, podobně, jako ji ukazuje fotografické zobrazení na obr. 9a. V případě měnící se polarity napěťových impulzů oboustranně dielektricky bráněného výboje se vizuálně zobrazí překrytí dvou deltovitých struktur. Stojí-li například rovnoběžně proti sobě dvě podélné elektrody, které mohou býtjednonebo oboustranně dielektricky bráněné, objeví se tak jednotlivé výbojové struktury příčně orientované k podélným elektrodám, srovnané vedle sebe (viz obr. 9a,b). Při vhodné volbě parametrů, například při vhodném nízkém tlaku, se dá docílit toho, že seskupení jednotlivých struktur do řady vede kjednomu difusně vyvstalému výboji. Výbojové struktury mohou být přímo pozorovány například v průhledné baňce výbojky.

Za povšimnutí stojí výhoda vynálezu, která spočívá ve zvláštní stabilitě jednotlivých výbojových struktur při změně elektrických hustot výkonů, které jsou přeneseny do výbojového prostoru. Jeli zvýšena amplituda napěťových impulzů Ugn, nezmění výbojové struktury svůj principiální tvar. Z jedné z výbojových struktur vzniknou při překročení mezní hodnoty další jí podobné struktury. Zvětšení amplitudy napěťových impulzů má za následek zvýšení vloženého elektrického výkonu, což tedy v podstatě vede ke zvětšení počtu jednotlivých popsaných výbojových struktur, přičemž kvalita struktur zůstává nezměněna, především jejich vzhled a efektivní vyzařovací vlastnosti.

Toto chování umožňuje dále rozumně stupňovat elektrický výkon, který je možno přenést do předem daného objemu výboje. Výkon se stupňuje tím, že jsou použity více jak dvě elektrody, které optimálně využijí objem výboje. Například může být proti jedné středově, doprostřed výbojového prostoru vsazené vnitřní elektrodě postaveno více vnějších elektrod, které jsou symetricky rozmístěny na vnější straně výbojového prostoru. S počtem vnějších elektrod se tedy dá zvýšit vyzařovací výkon, jež je maximálně dosažitelný z objemu výbojkové baňky, jelikož

-3 CZ 286740 B6 výbojové struktury hoří ve směru momentálních vnějších elektrod a tedy při odpovídajícím výkonovém přenosu stále vyplňují objem výbojky, vycházejíce od středové vnitřní elektrody.

Vedle této možnosti je další výhoda v osově rovnoběžném uspořádání elektrod v tom, že se elektrický výkon a světelný tok mění proporciálně s délkou výbojového prostoru. Jelikož v tomto případě je elektrické pole v podstatě kolmé k podélné ose výbojkové baňky, může být délka výbojkové baňky skoro libovolně zvětšena, aniž by muselo odpovídajícím způsobem narůst zapalovací napětí, jak je to například obvyklé u konvenčních rourovitých výbojek. Pro zadání výkonu je třeba u tohoto druhu výboje mít na paměti jak objem výbojkové baňky, tak také počet elektrod, respektive rovin, ve kterých hoří výbojové struktury. U rourovitých výbojem s délkou 50 cm, průměrem 24 mm a xenonem jako plynovou náplní může být vloženo typicky 15 W elektrického činného výkonu na jednu „výbojovou rovinu“.

Nejsou-li Τβη a/ nebo T™ a/nebo Ugnít) vhodně zvoleny, vznikne tak pravděpodobně jedno nebo více tenkých a světle svítících „výbojových vláken“, ostře ohraničených od plynného prostředí. Mohou se rozprostírat do velké dálky uvnitř výbojkové baňky na úkor výbojových struktur podle vynálezu, jak je to možné spatřit na fotografickém zobrazení na obr. 10b. Tato „výbojová vlákna“ se tedy zřetelně liší jak vizuálně, tak svým tvarem či spektrálním rozdělením záření od výboje v pracovním režimu podle vynálezu. Jsou nežádoucí, jelikož koncentrují tok proudu do malé průřezové plochy, z čehož vznikají místa zvýšené hustoty nosičů náboje, spojeno mimo jiné se zvýšenými úbytky záření a následně klesá efektivita vyzařování žádaného záření.

Z tohoto fenoménu se dá vyvodit obecný postup k získání vhodných hodnot pro Ugnft), T^ a Tgn pro provoz podle vynálezu. Po zapálení výboje je třeba zvolit Upn(t), T^ a Tgn tak, aby v režimu podle vynálezu byl požadovaný elektrický výkon vložen, to znamená, že výše popsané výbojové struktury jsou viditelné. Překvapivě se totiž objevilo, že právě při existenci těchto výbojových struktur nabývá hustota elektronů, stejně jako distribuční funkce energie elektronů hodnot, které minimalizují ztrátové procesy.

Každý zvýše tří jmenovaných provozních parametrů ovlivňuje jak časovou a prostorovou strukturu hustot nosičů nábojů, tak distribuční funkci energie elektronů. Jelikož jejich okamžité vlivy na jmenované veličiny jsou různě velké, stanoví výběr jednoho parametru hrubší oblast hodnot zbývajících parametrů, aby se docílilo efektivního modu výboje.

Typické hodnoty amplitudy napěťových impulzů U_pn leží v oblasti mezi asi 0,1 V a 2 V na cm doskoku výboje a Pascal tlaku náplně, impulzní doby T^ a nevyužité doby Tgn leží řádově asi od 1 ns do 50 ps, respektive od asi 500 ns do 1 ms. Pro provozní režimy podle vynálezu je provozní tlak nejlépe mezi 100 Pa a 3 MPa. V oblasti středního tlaku (např. 10 kPa) to znamená zejména amplitudu napěťových impulzů Upn v oblasti mezi 100 V a 20 kV na jeden cm doskoku výboje. V oblasti přetlaku (např. 1 MPa) to znamená zejména amplitudu napěťových impulzů Ugn v oblasti mezi 10 kV a 200 kV najeden cm doskoku výboje.

Z důvodů elektrické bezpečnosti jsou vnější elektrody s výhodou přednostně spojeny s potenciálem země a vnitřní elektrody s vysokým napětím. Tím je možná dalekosáhlá ochrana před dotekem živých částí. Výbojový prostor, včetně elektrod, může být také postaven uvnitř obalové baňky. Tím je také daná ochrana před dotekem, když není/nejsou vnější elektroda/elektrody spojena/spojeny s potenciálem země. Jako vodivý materiál pro elektrody mohou být použity všechny materiály schopné vést elektrický proud, tedy také elektrolyty.

Z toho je nutné pro jednostranně dielektrickou elektricky bráněný výboj (to znamená uvnitř výbojkové baňky, v plynné náplni, výskyt alespoň jedné dielektricky nebráněné elektrody), aby tato vnitřní elektroda dostala na začátku periody negativní polaritu vzhledem k dielektricky bráněné elektrodě (uvnitř nebo vně výbojkové baňky), nehledě na možné pozitivní jehlovité a

-4 CZ 286740 B6 v pohledu na výkonové přenosy nepodstatné předimpulzy. Potom se může polarita během impulzní doby měnit.

Způsob provozu podle vynálezu je vhodný také pro oboustranně elektricky bráněné výboje (veškeré elektrody jsou dielektrikem odděleny od výboje, přičemž to může být také samotnou výbojkovou baňkou), aniž by se musel principiálně změnit nebo by se ztratily jeho výhodné účinky. V případě, že by byly všechny elektrody dielektricky bráněné, nehrála by roli časová posloupnost polarity a ani polarita sama.

Principiálně se mohou elektrody nacházet všechny vně plynového prostoru, například na vnější ploše výbojkové baňky, nebo určitý počet z nich vně a určitý počet uvnitř, stejně jako se mohou všechny elektrody nacházet uvnitř výbojkové baňky, v plynném prostoru. V posledním případě je nutné, aby alespoň jedna z nich byla potažena dielektrikem a aby jedna zodpovídajících zbývajících elektrod dostala opačnou polaritu.

Je výhodné především pro případ, kdy se uvnitř výbojkové baňky nachází agresivní prostředí, když žádná z elektrod nemá přímý kontakt s prostředí, protože se tak dá účinně zabránit korozi vnitřní elektrody/vnitřních elektrod. Toho se dá dosáhnout, když jsou buď všechny elektrody postaveny vně výbojkové baňky, anebo ty, které jsou ve výbojkové baňce, jsou obklopeny dielektrickou vrstvou.

U vynálezu se odstoupilo od velkoplošných elektrod. Stínění záření elektrodami je mizivé. U dielektricky bráněných elektrod je poměr mezi plochami elektrod, které jsou v kontaktu s dielektrikem, a celkovou plochou elektrod výhodně co možná nejmenší. Ve zvláště žádoucím provedení jsou dielektricky bráněné elektrody provedeny jako úzké proužky, nanesené na vnější stěnu výbojkové baňky. Vhodné jsou i mřížovité vnější elektrody, například mřížkové sítě, děrované plíšky a podobně. Aby se mohl optimálně využít objem výbojkové baňky, mají vnitřní elektrody s výhodou co možná nejmenší roztažitelnost ve směru výboje. Ve zvláště výhodném provedení je vnitřní elektroda provedena jako tyčka.

Jednostranně, respektive oboustranně bráněné výboje umožňují realizaci velkého množství tvarů výbojkových baněk, zejména všech těch, které jsou zmíněny u konvenčních použitích dielektricky bráněných výbojů, například v EP-A 0 385 205, EP-PS 0 312 732, EP-A 0 482 230, EP-A 0 363 832, EP-A 0 458 140, EP-A 0 449 018 a EP-A 0 489 184.

Ve výbojkových baňkách s malými průřezy jsou elektrody tak výhodně uspořádány, že odstup mezi odpovídající anodou a katodou je co možná největší. Například v cylindrických výbojkových baňkách s malými průřezy je vnitřní elektroda výhodně postavena excentricky uvnitř výbojkové baňky a vnější elektroda je upevněna diametrálně proti ní na vnější stěně. Prodloužení výbojové cesty může být navíc podpořeno členěním elektrod. Navíc mají vnitřní a vnější elektrody střídavě dvě různé zóny, v nichž je výboj nasazován, respektive potlačován. Elektrody jsou potom tak postaveny, že proti sobě stojí právě dvě odlišné zóny. Tím jsou potlačeny radiální výbojové struktury. Výboj hoří spíše šikmo k další sousedící zóně protilehlé elektrody. To může být například realizováno tím, že elektrody mají střídavě zóny s přídavnou dielektrickou vrstvou.

U větších průřezů je vnitřní elektroda raději umístěna středově uvnitř výbojkové baňky, přičemž je výhodně více vnějších elektrod připevněno na vnější stěnu a jsou symetricky rozděleny kolem obvodu.

Tvar výbojkové baňky není nutně principiálně dán. Podle použití musí být stěny výbojkové baňky z materiálů, které mají potřebnou průsvitnost pro žádané záření, alespoň v místě vyzařování. Jako dielektrické bariéry se hodí proti použitému vysokému napětí průrazuvzdomé, elektricky izolující materiály (dielektrika), jako například borokřemičitá skla - například

-5 CZ 286740 B6

DURAN® (fa Schott), křemenné sklo, A1₂O₃, MgF₂, LiF, BaTiO₃ atd. Druhem a sílou dielektrika může být ovlivněna výbojová struktura. Především dostatečně tlustá dielektrika s optimálně nízkou relativní dielektrickou konstantou jsou vhodná k podpoře tvorby výbojových struktur podle vynálezu s porovnatelně nízkými hustotami elektronů, to znamená zabraňovat tvorbě nežádoucích výbojových struktur s vysokými hustotami elektronů a hustotami proudů. Jednoduše řečeno, vyplývá to dílem z toho, že lokální pokles napětí nad dielektrikem, způsobený hustotou posuvného proudu, je přímo úměrný kjeho tloušťce a nepřímo úměrný kjeho dielektrickým konstantám. Dílem to také vyplývá z toho, že pokles napětí na dielektriku působí proti vzrůstu proudové hustoty.

Spektrální složení záření v podstatě závisí na plynné náplni a může ležet ve viditelné, infračervené či ultrafialové oblasti. Jako plynná náplň se principiálně hodí všechny náplně, které mohou být použity pro konvenčně provozované dielektrický bráněné výboje, jako například ve spisech DE-OS 40 22 279, EP-A 0 449 018, EP-A 0 254 111, EP-A 0 324 953 a EPA 0 312 732. Stejně tak mohou být použity náplně, které již byly použity u Excimer, respektive u Exciplex laserů (např. I. S. Lakoba and S. I. Yakovlenko, „Active media of exciplex lasers (review), Sov. J. uantum Electron. 10(4), Duben 1980, pp. 389, stejně jako Ch. K. Rhodes, Ed., „Excimer lasers“, Springer, 1984). Sem patří mimo jiné vzácné plyny a jejich směsi, směsi vzácných plynů s párami kovů a halogeny nebo halovými sloučeninami, kromě toho samotné následující prvky či jejich kombinace, které mohou být také přidáno ke dříve jmenovaným náplním: vodík, deutérium, kyslík, dusík, oxidy dusíku, oxid uhelnatý, oxid uhličitý, síra, arzen, selen a fosfor. Především díky způsobu provozu podle vynálezu otevírá vysoce efektivní UV produkce v excimerových výbojích široké pole použití UY vysokovýkonových zářičů, jaké je například uvedeno v EP-A 0 482 230. Sem patří mimo jiné fotochemické procesy jako tvrzení nátěrů, změny ploch, sterilizace vody, atd. nebo odbourávání škodlivých látek UV zářením v technice v přírodním prostředí. Zejména pro posledně jmenované oblasti nasazení může být výhodné přivést výboj do bezprostřední blízkosti ozařovaného objektu, to znamená vzdát se hermeticky uzavřené výbojkové baňky, aby se zabránilo zeslabení krátkodobě působícího záření stěnami výbojového prostoru. Zvláště u produkce UV záření, respektive VUV záření se ukazuje další rozhodující výhoda: díky vysokým dosažitelným UV výtěžnostem při způsobu provozu podle vynálezu se můžeme vzdát chlazení vodou oproti UV zářičům, respektive VUV zářičům podle dosavadního stavu techniky a s porovnatelnými hustotami záření. Další výhodné použití je osvětlení, při němž je UV záření přeměněno pomocí vhodného luminoforu do viditelné oblasti elektromagnetického spektra.

Další výhody vynálezu jsou: není potřebné vnější omezení proudu, výbojka může být tlumitelná, paralelní provoz více výbojek je možný pouze s jedním zdrojem napětí aje docílena vysoká efektivita produkce záření při hustotách výkonů, které jsou nyní požadované ve světelné technice.

V jednom výhodném provedení vynálezu je výbojková baňka opatřena vrstvou luminiscenční látky, aby se ve výboji vzniklé světlo transformováno do zvláště vhodných spektrálních oblastí. Vrstva luminoforu se dá použít jak u podtlakových výbojek, tak i u přetlakových výbojek. Mohou zde být použity známé luminofory, respektive směsi. Zvlášť dobře se u zářivek osvědčila kombinace z modře, zeleně a červeně emitujících luminoforů. Vhodná modrá luminiscenční látka je zejména hlinitan barya a hořčíku, aktivovaný dvojmocným europiem (BaMgAl_l00_l7:Eu₂₊.). Jako zelené komponenty mohou být použity zejména luminofory aktivované terbiem a manganem. Příklady jsou terbiem aktivovaný křemičitan oxidu yttria (Y₂SiO₅:Tb) nebo fosforečnan lathanitý (LaPO^Tb), respektive dvojmocným manganem aktivovaný křemičitan zinečnatý (Zn₂SiO4.Mn) nebo hlinitan hořečnatý (MgAl₂O4:Mn). Výhodné červené komponenty se nacházejí mezi luminofory aktivovanými třímocným europiem, jako například oxid yttritý (Y₂O₃:Eu₃₊) nebo boridy yttria a/nebo gadolinia. Jednotlivě se jedná o YBO₃:Eu₃₊, GdBo₃:Eu₃₊ a smíšený borid (Gd,Y)BO₃:Eu₃₊.

-6CZ 286740 B6

Pro výbojky s teplejší barvou světla může být podíl modrých komponentů zmenšen nebo popřípadě úplně vynechán, odpovídaje předem danému postupu u obvyklých zářivek.

Pro výbojky se speciálními vlastnostmi barev produkovaného světla se hodí komponenty, které emitují v modrozelené oblasti spektra, například luminoforu, které jsou aktivované dvojmocným europiem. Pro toto použití je upřednostňován fosforečnan stroncia a boru Sr6BP50₂o:Eu₂₊.

Vynález znamená novou etapu na poli zářivek. Poprvé se podařilo upustit u náplní od rtuti a přesto docílit vnitřní UV účinnosti, které odpovídají účinnostem konvenčních zářivek. V porovnání s konvenčními zářivkami tak dostaneme ještě následující výhody. Je možný bezproblémový start za studená, aniž by teplota okolí měla vliv na světelný tok nebo aby vyvstalo zčemávání baňky. Mimoto nejsou potřebné životnost omezující elektrody (například žhavené katody s emitující pastou), těžké kovy nebo radioaktivní součásti (doutnavkový startér). Kromě toho je oproti žárovkám a výbojkám se žhavenými katodami záření emitováno bez jmenovitého zpoždění, bezprostředně po přiložení provozního napětí na elektrody (zpoždění svitu čistého výboje: asi 10 ps, s luminiscenční látkou: asi 6 ms. V porovnání ktomu činí doba odezvy žárovky asi 200 ms). To je především výhodné pro použití světelné signalizace zařízení, u dopravního a signalizačního osvětlení.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže vysvětlen na základě jednotlivých příkladů provedení. Ty velmi schematizované ukazují:

Obr. 1 podélný pohled s částečným řezem na výbojku v provedení podle vynálezu ve tvaru tyčky, výbojka pracuje podle nového způsobu provozu.

Obr.2a řez A - A výbojkou, která je zobrazena na obr. 1.

Obr. 2b řez dalším provedením výbojky podle vynálezu.

Obr. 2c řez dalším provedením výbojky podle vynálezu.

Obr. 3a schematické zobrazení průběhu napětí mezi katodou a anodou, který je nejvhodnější pro jednostranně dielektricky bráněnou výbojku z obr. 1.

Obr. 3b schematické zobrazení průběhu napětí, který může být použit jen pro provoz oboustranně dielektricky bráněných výbojek.

Obr. 4a půdorys dalšího provedení výbojky podle vynálezu s částečným řezem, výbojka je ve tvaru plošného zářiče, který může pracovat podle nového způsobu provozu.

Obr. 4b řez výbojkou, která je zobrazena na obr. 4a.

Obr. 5a bokorys dalšího provedení výbojky podle vynálezu ve tvaru konvenční lampy s Edisonovou šroubovou paticí, výbojka může pracovat podle nového způsobu provozu.

Obr. 5b řez A - A výbojkou, která je zobrazena na obr. 5a.

Obr. 6a schematické zobrazení některých unipolámích průběhů napěťových impulzů U_c(t) podle vynálezu se zápornými hodnotami.

-7CZ 286740 B6

Obr. 6b schematické zobrazení některých bipolámích průběhů napěťových impulzů U_c(ť) podle vynálezu.

Obr. 6c schematické zobrazení některých průběhů napěťových impulzů U_c(ť) podle vynálezu, vytvořených kombinacemi jednotlivých prvků z obr. 6a a 6b.

Obr. 7 naměřené časové průběhy napětí U(ť). proudu I(t) a výkonu P(ť)= U(t)* I(t) při provozu podle vynálezu (173 kPa, Xe, frekvence impulzů: 25 kHz).

Obr. 8 zobrazení odpovídající obr. 8, aleje změněna osa času.

Obr. 9a,bfotografické zobrazení výbojových struktur podle vynálezu.

Obr. lOa-d fotografické zobrazení přechodu k nežádoucím výbojovým strukturám.

Příklady provedení vynálezu

Na základě obr. 1 se dá objasnit vynález ve zvláště jednoduchém provedení. Výbojka pro střední tlaky 1, která je naplněna xenonem o tlaku 200 hPa, je ukázána v podélném pohledu s částečným řezem. Uvnitř cylindrické výbojkové baňky 2 ze skla, s délkou 590 mm, průměrem 24 mm a tloušťkou stěny 0,8 mm, se nachází vnitřní elektroda 3 v podobě tyčky z ušlechtilé oceli o průměru 2,2 mm. Podélná osa výbojky je rovnoběžná s vnitřní elektrodou. Vně výbojkové baňky 2 se nachází vnější elektroda, která se skládá ze dvou proužků 4a,b vodivého stříbra které jsou 2 mm široké, jsou postaveny rovnoběžně s osou a jsou vodivě spojeny se zdrojem napětí. Jednotlivé proužky 4a,b z vodivého stříbra mohou být spolu spojeny prstencem z kovu a společně kontaktovány k napájecímu napětí, jako u předloženého příkladu provedení. Přitom je ale potřeba dávat pozor na to, aby kovový prstenec byl dostatečně úzce tvarován, aby výboj nebyl rušen. Jako varianta mohou být také proužky 4a,b z vodivého stříbra připojeny odděleně k napájecímu napětí. Vnitřní elektroda 3 je vodivě spojena s přiváděčem proudu 14 ve tvaru luku. Přiváděč proudu 14 je vyveden ven výliskem 15, který je pomocí talířovitého zátavu 16 plynotěsně spojen s výbojkovou baňkou 2.

Ve variantě tohoto příkladu provedení má výbojková baňka v oblasti kovového prstence zvětšený průměr, například ve tvaru vyboulení. Tím je v této oblasti potlačen vznik rušivých parazitních výbojů. Ve zvláště výhodné variantě výše jmenovaného příkladu provedení je tyčkovitá vnitřní elektroda připevněna pevně pouze k prvnímu talířovitému zátavu. Druhý volný konec je vyveden svůlí do cylindrické objímky, připevněné centricky osově na druhém talířovitém zátavu, obdobně jako je tomu u hybného uložení. To má tu výhodu, že se vnitřní elektroda může při oteplení, například při dlouhém provozu s velkými elektrickými výkony, bez potíží protáhnout ve směru osy. Jinak mohou ve výbojkové baňce vzniknout nežádoucí napětí v materiálech a/nebo elektroda se může prohnout. Výše jmenované body těchto variant se neomezují se svými výhodnými účinky jen na způsob provozu podle vynálezu, nýbrž se principiálně hodí pro všechny výbojky podobného typu.

Obrázek 2a ukazuje průřez výbojkou z obr. 1. Vnitřní elektroda 3 centricky umístěna, přičemž na vnějších stěnách výbojkové baňky 2 jsou dvě elektrody 4 a,b, které jsou symetricky rozděleny po obvodu.

Principiální složení žádaného napájecího napětí pro provoz výbojky 1 podle vynálezu je též schematicky zobrazeno na obr. 1. Posloupnost impulzů, to znamená tvar a délka napěťových impulzů a délka nevyužitých dob, je vytvořena v impulzním generátoru 10 a zesílena následujícím výkonovým zesilovačem U. Řada impulzů je schematicky zobrazena tak jak je

-8CZ 286740 B6 přiložena na vnitřní elektrodu 3. Vysokonapěťový transformátor 12 transformuje signál z výkonového zesilovače 11 na požadované vysoké napětí. Lampa pracuje s pulzujícím jednocestným napětím. Jedná se o negativní obdélníky podle obr. 3a. Ty mají následující parametry: impulzní doba T_p = 2 ps, nevyužitá doba T_o = 25 ps, amplituda napětí U_p během T_p: -3 kV a amplituda napětí U_o během T_o: OV.

Vnitřní stěna výbojkové baňky je navíc potažena vrstvou luminoforu 6. V tomto příkladu provedení je od výboje žádoucí, aby emitoval UV-záření. Záření je pak vrstvou konvertováno do viditelné oblasti optického spektra, takže výbojka je vhodná pro osvětlovací účely. Jedná se o třívrstvou luminiscenční látku s následujícími komponenty: modrý komponent je BaMgAlioO]7:Eu2+, zelený komponent je Y2SiOs:Tb a červený komponent je Y2O3:Eu₃₊. Tím je dosažena světelná výtěžnost 37 lm/W. Při teplotě barvy 4000 K může být dosaženo R_a > 80.S pomocí luminoforu činí získaná VUV účinnost asi 65%. Některé další příklady náplní a provozních dat této výbojky jsou viditelné na následující tabulce. V ní p znamená tlak plynu, U_pmaximální hodnotu napěťového impulzu, u_p maximální hodnotu napěťového impulzu vztaženou na doskok výboje (1,2 cm) a tlak a ηνυν označuje dosaženou VUV účinnost. Přenesený elektrický výkon činil 18W, doba impulzu T_p (čas mezi vzestupem a poklesem na 10% maximální hodnoty) je asi 1,5 ps (při pološířce 1 ps) a nevyužitá doba T_o je asi 27 ps.

Tabulka

p (Xe) [hPa]	p(Ne) [hPa]	U_p [kV]	U_p [V/cm Pa]	η vuv [%]
100	—	2,41	0,200	55
133	-	2,39	0,150	60
200	—	2,95	0,123	65
200	733	3,50	0,031	60

Další příklad provedení vynálezu ukazuje obr. 2b. Vnitřní elektroda 3' je excentricky v blízkosti vnitřní stěny a je postavena rovnoběžně s podélnou osou cylindrického výbojového prostoru 2, přičemž vnější elektroda 4' je připevněna diametrálně na protější vnější stěně. Tato sestava je zvláště výhodná u cylindrických výbojkových baněk s malým průřezem, poněvadž výboj se diametrálně rozloží uvnitř výbojového prostoru a vnější sténaje potažena jen jedním proužkem z vodivého stříbra jako vnější elektrodou, to znamená, že vyzařující plocha není dále zmenšována druhou vnější elektrodou, jako na obr. 2a.

V dalším příkladu provedení vynálezu na obr. 2c je vnitřní elektroda 3 položena centricky uvnitř výbojkové baňky 2, podobně jako na obr. 2a. Na obvod vnější stěny výbojkové baňky 2 jsou připevněny čtyři vnější elektrody 4'a, 4'b, 4'd, 4'e, které jsou symetricky rozděleny kolem obvodu, takže tato konfigurace se hodí především pro výbojkové baňky s velkým průřezem a tím i velkou plochou pláště. Výboj nehoří pouze v první rovině jako na obr. 2a, respektive obr. 2b, nýbrž ještě ve druhé rovině, čímž je objem výbojkové baňky 2 využit ještě lépe k produkci záření, než jak je tomu u obr. 2a a u obr. 2b.

V dalším příkladu provedení je místo luminiscenční vrstvy 6 na vnitřní stěně tyčovité výbojky z obr. 1 UV, respektive VUV záření reflektující vrstva, například zMgF2, AI2O3 nebo CaF2, přičemž není potažen jenom úzký pruh vnitřní stěny, výhodně paralelní s osou výbojky. Vnější elektrody jsou postaveny tak, že UV, respektive VUV záření může být bez překážek emitováno ven tímto proužkem. Tato forma provedení se dobře hodí pro efektivní VUV ozařování rozsáhlých objektů, například při osvětlování v litografii. Ve výhodné variantě tohoto příkladu provedení je vnitřní elektroda nahrazena druhou vnější elektrodou UV, respektive VUV záření tak může být bez problémů reflektováno na vrstvě a emitováno ven proužkovou průsvitnou zónou.

-9CZ 286740 B6

Na obr. 3a je schematicky ukázán průběh napětí mezi vnitřní elektrodou (katodou) a vnější elektrodou (anodou), který je vhodný pro jednostranně dielektricky bráněný výboj podle vynálezu. Průběh napětí se může odchylovat od příkladu průběhu na obr. 3a, dokud napěťové impulzy na vnitřní elektrodě začínají se záporným znaménkem a jsou odděleny nevyužitou dobou.

Na obr. 3b je schematicky ukázán průběh impulzů, jejichž polarita se mění od impulzu k impulzu. Hodí se pouze pro oboustranně dielektricky bráněný výboj, přičemž první impulz může mít libovolnou polaritu.

Na obr. 4a je ukázán půdorys a na obr. 4b řez dalšího příkladu provedení výbojky pro jednostranně dielektricky bráněný výboj, která může pracovat podle nového způsobu provozu. Jedná se o plošný zářič, který obsahuje horní vyzařovací plochu 7a a paralelní spodní vyzařovací plochu 7b, k nimž jsou pravoúhle orientovány vnitřní elektrody 3 a vnější elektrody 4. Ty jsou střídavě postaveny tak, že vzniká značný počet paralelních výbojových komor 8. Sousedící vnější a vnitřní elektrody jsou odděleny dielektrickou vrstvou a plynem naplněnou výbojovou komorou 8, sousední vnitřní elektrody jsou odděleny pouze dielektrickou vrstvou. Způsob provozu podle vynálezu dovoluje elektrické napájení více paralelně zapojených výbojových komor 8 pouze zjednoho napájecího zdroje 13. Vnitřní stěna výbojového prostoru je potažena vrstvou luminoforu 6. Plošný zářič je taktéž realizovatelný sloučením oboustranně dielektricky bráněných výbojových komor.

Na obr. 5a je ukázán bokorys a na obr. 5b řez dalšího příkladu provedení výbojky. Svým vnějším provedením se podobá konvenčním lampám s Edisonovou paticí 9 a může pracovat podle nového způsobu provozu. Uvnitř výbojkové baňky 2 je centricky postavena podlouhlá vnitřní elektroda 3, jejíž průřez odpovídá tvaru symetrického kříže. Na vnější stěnu výbojkové baňky 2 jsou tak připevněny čtyři vnější elektrody 4'a, 4'b, 4'd. 4'e, že stojí proti čtyřem stranám vnitřní elektrody 3 a výbojové struktury tak hoří v podstatě ve dvou rovinách, které jsou k sobě kolmé a protínají se v podélné ose výbojky.

V další výhodné variantě výše jmenovaného příkladu provedení se vnitřní elektroda skládá z tyčky z ušlechtilé oceli s kruhovým průřezem a průměrem 2 mm. Je postavena centricky osově uvnitř kruhového a cylindrického výbojového prostoru z 0,7 mm tlustého skla. Výbojková baňka má průměr asi 50 mm a má zatavení na konci, který je na druhé straně než je patice a do kterého je zaveden odpovídající konec vnitřní elektrody. Výbojková baňkaje vyplněna xenonem o tlaku 173 hPa. Vnější elektrody jsou realizovány dvanácti 1 mm širokými a 8 cm dlouhými proužky z vodivého stříbra, které jsou postaveny rovnoběžně s osou a jsou rovnoměrně rozděleny na vnější stěně výbojkové baňky. Vnější elektrody jsou v oblasti patice na vnější stěně dohromady elektricky propojeny pomocí prstencovitého proužku vodivého stříbra. Vnitřní stěna výbojkové baňky je potažena vrstvou luminoforu 6. Jedná se o třívrstvý luminofor s modrým komponentem BaMgAl]₀Oi7:Eu2+, zeleným komponentem LaPO₄:(Tb₃₊,Ce₃₊) a červeným komponentem (Gb,Y)BO₃:Eu₃₊. Tím je docílena světelná výtěžnost 40 lm/W. Teplota barvy činí 4000 K a barva má koordináty x = 0,38 a y = 0,377 podle tabulky norem barev podle CIE. Časové průběhy napětí U(t), proudu I(t) a výkonu P(t) = U(t)*I(t) jsou na obr. 7 a se změněným měřítkem času na obr. 8. Maximální hodnota napětí mezi vnitřní elektrodou a vnějšími elektrodami činí asi -4 kV. Doba impulzu (doba trvání při polovině maximální hodnoty) a nevyužitá doba činí asi 1,2 ps, respektive asi 37,5 ps. Na obr. 8 jsou před druhým hlavním impulzem v průběhu napětí zřetelně rozpoznatelné ještě čtyři předimpulzy smenší amplitudou. Jak se dá poznat zodpovídajících průběhů proudu I(t) a výkonu P(t), neteče během těchto předimpulzů proud a do plynu tedy není přenesen elektrický výkon. Proto jsou předimpulzy tohoto druhu neškodné pro provoz podle vynálezu. Při frekvenci impulzů 25 kHz je docílena VUV účinnost asi 65 %.

-10CZ 286740 B6

V další variantě výše jmenovaného příkladu provedení vynálezu se výbojková baňka skládá z materiálu, který je průsvitný pro UV, respektive VUV záření, například SUPRASIL® křemíkové sklo (firma Heraeus Quarzschmelze Gmbh). Tato výbojková baňka se hodí jako VUV zářič, například ve fotochemii. V další variantě je vnitřní elektroda potažena sklem. To je zvláště výhodné při použití agresivních prostředí, jelikož se tímto způsobem zabrání korozi vnitřní elektrody.

Obrázky 9 a,b ukazují fotografické zobrazení výbojových struktur podle vynálezu, kterých bylo dosaženo unipolámími napěťovými impulzy. U obr. 9a se jedná o oboustranně dielektricky bráněný výboj. Cylindrická výbojková baňka ze skla ve tvaru kruhové roury je na vnější stěně opatřena dvěma osově postavenými vnějšími elektrodami ve tvaru proužků, které leží diametrálně proti sobě. Uvnitř výbojkové baňky jsou v rovině, jež spojuje obě vnější elektrody, postaveny v řadě přesné výbojové struktury, které jsou podobné tvaru Δ. Úzké paty výbojových struktur, jež jsou podobné Δ, začínají na katodové straně vnitřní stěny a šíří se až k anodové straně vnitřní stěny výbojového prostoru. Na obr. 9b se jedná o jednostranně dielektricky bráněný výboj. Uspořádání výbojů se liší od toho na obr. 9a pouze v přídavné kovové vnitřní elektrodě ve tvaru tyčky. Působí jako katoda a je centricky postavena uvnitř výbojkové baňky. Z povrchu vnitřní elektrody se šíří jednotlivé výbojové struktury, které jsou podobné Δ, k jedné z obou vnějších elektrod. Zejména na obr. 9b je zřetelně rozpoznatelné, že tyto struktury v podstatě rovnoměrně září. Pouze na jejich úzkých koncích na katodové straně mají trochu jasněji svítící oblast, která však je procentuálně jen velmi málo jasnější. Za pozornost stojí vysoká stejnorodost výbojových struktur, a to jak co se týče odstupu struktur od sebe, tak i tvaru a rozdělení jasu jednotlivých struktur mezi sebou.

Značný počet stejnorodých struktur je v patrném kontrastu na fotografických zobrazeních na obrázcích 10 a-d. Ukazují v této posloupnosti pozvolný přechod k nežádoucím výbojovým strukturám. Na obr. 10a, který odpovídá uspořádání výbojů obr. 9, jdou ještě rozpoznat některé výbojové struktury podle vynálezu, které jsou podobné Δ. V levé spodní části zobrazení uspořádání výbojů se právě vytvořila výbojová struktura, která se podobí V. V horní části zobrazení, trochu vlevo od středu obrázku, se právě vytvořila jasně svítící struktura, která je podobná vláknům, na úkor původně vpravo sousedící výbojové struktury, která je podobná Δ. Zvýšený jas na vnitřních stěnách výbojového prostoru poukazuje na klouzavý výboj v této oblasti. Výbojová oblast, zobrazená na obr. 10b, má oproti obr. 10a ještě více sníženou UV účinnost. Počet struktur, které se původně vyskytovaly v této oblasti, se dále zmenšil. Na obr. 10c a lOd se jedná o oboustranně, respektive jednostranně dielektricky bráněný výboj (uspořádání výbojů odpovídá uspořádání na obr. 9a). V obou případech je už pouze vidět struktura podobná vláknům. V oblasti anody jdou na vnitřních stěnách výbojkové baňky rozpoznat dva proužkovité klouzavé výboje. Ty ústí ve tvaru Y do jasně svítící lukovité struktury. Ta se dělí na protilehlé katodové vnitřní stěně znovu ve dva podobné proužkovité klouzavé výboje (obr. 10c), respektive při jednostranném dielektrickém bránění končí na katodě.

Vynález se neomezuje na uvedené příklady provedení. Především mohou být jednotlivé body různých příkladů provedení vhodným způsobem kombinovány.

Claims

1. Způsob provozu nekoherentně vyzařujícího zdroje záření, zejména výbojky (1), pomocí dielektricky bráněného výboje, při němž je alespoň částečně průsvitná výbojková baňka (2) z elektricky nevodivého materiálu naplněna plynnou náplní (5), při němž jsou alespoň dvě elektrody (3, 4) umístěny u plynné náplně (5) a pomocí přívodů jsou spojeny se zdrojem elektrické energie, a při němž mezi alespoň jednou elektrodou (4) a plynnou náplní (5) je uspořádána dielektrická vrstva, vyznačující se tím, že zdroj elektrické energie vysílá řadu impulzů napětí Upn(t) na obě elektrody (3, 4), přičemž jednotlivý impulz n je charakterizován časovým průběhem napětí Upn(t) a dobou Tp„ s hodnotami řádově od 1 ns do 50 ps a impulz n je od následujícího impulzu n+1 oddělen nevyužitou dobou Ton s hodnotami řádově od 500 ns do 1 ms a průběhem napětí Uon(t), přičemž během doby Tpn se průběhy napětí Upn(t) zvolí tak, že do plynné náplně (5) se během doby Τρη přenese zejména elektrický výkon, zatímco během nevyužitých dob Ton se průběhy napětí Uon(t) zvolí tak, že plynná náplň (5) se vrací do stavu, který odpovídá stavu před předešlým impulzem napětí Up„(t).

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že průběhy napětí Upn(t) jsou unipolámí a v unipolámím případě tvoří výboj jednotlivé výbojové struktury podobné tvaru řeckého písmene delta, a při měnící se polaritě oboustranně dielektricky bráněného výboje vznikne tomu odpovídající zrcadlové překrytí dvou takových struktur podobných tvaru řeckého písmene delta, přičemž odstupy těchto jednotlivých struktur se změnou parametrů výboje zmenší, a přičemž v mezním případě vyzařuje celá rovina výboje ve struktuře podobné zácloně.

3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že nevyužité doby T%_n se zvolí v rozsahu od 500 ns do 1 ms tak, že časová střední hodnota objemu jedné jednotlivé výbojové struktury je maximální.

4. Způsob podle alespoň jednoho z nároků laž3, vyznačující se tím, že během dob se pro průběhy napětí Upn(t) mezi elektrodami (3, 4) zvolí hodnoty, které odpovídají znovuzapálení výboje, včetně úbytku napětí, způsobeného dielektrikem.

5. Způsob podle alespoň jednoho z nároků laž4, vyznačující se tím, že průběhy napětí Upn(t) sestávají z alespoň jednoho z následujících základních průběhů: trojúhelníkový, obdélníkový, lichoběžníkový, stupňovitý, lukovitý, parabolový, sinusový.

6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že pro impulzy napětí Uj>n(t) mezi elektrodami (3, 4) se během doby Tp„ zvolí maximální hodnoty, které odpovídají alespoň hodnotám pro znovuzapálení, včetně úbytku napětí, způsobeného dielektrikem.

7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že maximální hodnoty impulzů napětí Upn(t) leží v oblasti mezi 0,01 V a 2 V na jeden cm doskokové vzdálenosti a na jeden Pascal tlaku náplně.

8. Způsob podle alespoň jednoho z nároků laž7, vyznačující se tím, že tvorba výbojových struktur se srovnatelně nízkými proudovými hustotami se dosahuje zvětšením tlouštěk dielektrických vrstev a snížením dielektrických konstant.

9. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že průběh napětí mezi elektrodami (3, 4), mezi nimiž se vytvářejí jednotlivé výboje, je periodický.

-12CZ 286740 B6

10. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, žeu alespoň jedné elektrody je dielektrická vrstva vytvořena stěnou výbojkové baňky (2).

11. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že v případě jednostranně dielektricky bráněného výboje začínají průběhy napětí Upn(t) na dielektricky nebráněné elektrodě/elektrodách (3) se zápornými hodnotami, měřeno proti dielektricky bráněné elektrodě/elektrodám (4) během výkonového přenosu, nehledě na eventuální kladné napěťové špičky, které jsou bezvýznamné z hlediska přenosu činného výkonu.

12. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že v případě jednostranně dielektricky bráněného výboje jsou impulzy napětí Upn(t) na dielektricky nebráněné elektrodě/elektrodách (3) výhradně záporné, měřeno proti dielektricky bráněné elektrodě/elektrodám (4) během výkonového přenosu, nehledě na eventuální kladné napěťové špičky, které jsou bezvýznamné z hlediska přenosu činného výkonu.

13. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že v případě uspořádání více dielektricky bráněných elektrod se mezi oboustranně dielektricky bráněné elektrody přivádějí unipolámí nebo bipolámí impulzy napětí Upn(t).