DE19613357A1 - Gepulste Lichtquelle - Google Patents

Gepulste Lichtquelle

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DE19613357A1
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Wolfgang Dipl Ing Ziegler
Roland Prof Dr Sauerbrey
Angela Dr Unkroth
Helmut Dr Schillinger
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Friedrich Schiller Universtaet Jena FSU
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/097Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
    • H01S3/0971Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited

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  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
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Description

Die Erfindung betrifft eine gepulste Lichtquelle. Die Emission der Lichtquelle reicht, je nach Gas oder Gasgemisch, vom ultravioletten bis zum sichtbaren Spektralbereich.
Bekannt sind gepulste Gasentladungslampen, z. B. Excimerlampen der Firma Heraeus Noblelight, die eine stille Entladung zur Erzeugung von gepulstem UV-Licht spezieller Wellenlängen nutzen. Bisher realisierte Lampen dieser Art strahlen bei 172 nm, 222 nm und 308 nm (Firmenschrift Heraeus Noblelight, Kleinostheim) und haben eine geringe Quantenausbeute.
Quecksilber Hoch- und Niederdrucklampen erzeugen eine kontinuierliche Lichtemission in einem breiten Spektrum mit einer vergleichsweise niedrigen Energie.
Bekannt ist eine "Entladungskammer für einen durch Gasentladung angeregten Gaslaser mir großem Entladungsvolumen", gemäß der Patentschrift DD 2 99 692 A5. Eine Anodenträgerplatte und eine Kathodenträgerplatte werden mit Hilfe von Distanzstücken miteinander verbunden und sind durch Schraubenverbindungen gegen den z. B. aus mehreren kompakten Schichten bestehenden Lampenrahmen gedrückt.
Weitere konstruktive Ausführungen sind in der Patentschrift "Anordnung zum Pumpen eines Excimerlasers" DD 2 97 038 A5 beschrieben.
Dort ist eine spezielle Verbindungstechnik beschrieben, die bei großen Entladungsvolumina und großen Drücken zur Verbindung der Anodenplatte mit dem Gasbehälter benutzt wird.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer gepulsten Lichtquelle, die gepulstes Licht diskreter Wellenlängen innerhalb eines große Spektralbereiches mit vergleichsweise hohen Pulsleistungen erzeugt.
Insbesondere soll eine großflächige und energiereiche Bestrahlung von Objekten möglich sein. Die Lichtquelle soll so aufgebaut sein, daß durch vergleichsweise einfache Maßnahmen eine Anwendung als gepulste Gasentladungslampe oder als Hybridanordnung gleichzeitig als gepulster Laser und als Gasentladungslampe möglich ist.
Die Erfindung betrifft eine gepulste Lichtquelle gemäß dem Oberbegriff mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.
Die Ansprüche 2 bis 12 sind vorteilhafte Ausgestaltungen des Hauptanspruches 1.
Die erfindungsgemäße gepulste Gasentladungslampe sendet je nach verwendetem Gas oder Gasgemisch bei unterschiedlich starkem Druck, typisch sind einige Bar absoluter Druck, eine Lichtstrahlung vorzugsweise im ultravioletten und sichtbaren Spektralbereich aus. Die Dauer der Pulse liegt typisch im Bereich von 10 bis 100 Nanosekunden.
Wesentliche aktive Gaskomponenten für Gasgemische und die entsprechenden Emissionswellenlängen sind in der Fig. 6 in Tabellenform dargestellt. Zu diesen Komponenten werden noch Puffergase gemischt, typisch Neon und/oder Helium.
Für eine Emission im UV werden vorzugsweise fluor- und chlorhaltige Gasgemische sowie Edelgase verwendet (Edelgas- bzw. Edelgashalogenidlampen). Gasentladungslampen im Sinne dieser Erfindung nutzen das Prinzip von entladungsgepumpten Gaslasern, zum Beispiel des Excimerlasers, und unterscheiden sich somit wesentlich von den bisher bekannten Gasentladungslampen.
Eine erste Variante der hier beschriebenen gepulsten Lichtquelle nutzt eine transversale Gasentladung, mit einer typischen Durchbruchspannung von 40 Kilovolt, zur Erzeugung der Lichtemission, wobei das zwischen den parallel angeordneten Elektroden erzeugte Licht in der gesamten aktiven Elektrodenlänge zur Verfügung steht.
Eine zweite Variante nutzt die longitudinale Gasentladung mit einer longitudinalen Elektrodenanordnung. Diese Lösung ist eine weitere spezielle Ausführung einer gepulsten Lichtquelle im Sinne dieser Erfindung, bei der vergleichsweise lange Pulse bei hohen Folgefrequenzen erzeugt werden können.
Dabei sind einzelne entgegengesetzt gepolte Elektroden so angeordnet, daß ihre ins Entladungsgefäß hineinragenden Enden entlang der optischen Achse aufgereiht sind und das Licht parallel dazu ausgekoppelt wird.
Die hohe Quantenausbeute sowie die Möglichkeit der Nutzung vieler spezieller Strahlungsübergänge ist ein Vorteil gegenüber den bisher bekannten Excimerlampen, die eine stille Gasentladung zur Lichterzeugung nutzen.
Die Anregung der Gasentladung kann über unterschiedliche Mechanismen, z. B. mittels Elektronenstrahlanregung oder mittels Hochspannungskondensator­ entladung, erfolgen.
Mit der erfindungsgemäßen Lichtquelle wird das bisher verfügbare Spektrum für gepulste Gasentladungen wesentlich erweitert, d. h., es können durch eine gepulste elektrische Anregung Strahlungsübergänge genutzt werden, bei denen übliche Gasentladungslampen versagen.
Die für die Emission verwendeten Medien sind sehr effizient für eine Gasentladung. Die Pulsdauern liegen in der Größenordnung von 10 bis 100 Nanosekunden, wobei Pulsleistungen in der Größenordnung von Gigawatt erreicht werden können.
Weiterhin ist eine Hybridanordnung realisierbar, bei der die Lichtquelle neben der Anwendung als Gasentladungslampe zusätzlich als Laser betrieben werden kann, wobei dann in der Lichtquelle eine Resonatoranordnung vorgesehen ist. Aufgrund der großflächigen Lichtemission der Lampe ist z. B. eine Anwendung zum Pumpen von Farbstoff- und Festkörperlasern möglich. Ebenso ein Einsatz zur UV-Oxidation von verunreinigten Flüssigkeiten.
Die Erfindung soll an einer Gasentladungslampe mit einer transversalen Elektrodenanordnung und mit einem Hochspannungskondensatorentladungskreis beschrieben werden.
In einem mit dem Gas oder Gasgemisch gefülltem Gefäß dem Gasbehälter, sind mindestens ein Paar Elektroden parallel angeordnet, eine davon elektrisch isoliert vom Grundpotential.
Zwischen diesen Elektroden wird mittels eines äußeren elektrischen Netzwerkes die gepulste Gasentladung erzeugt.
Um eine homogene Entladung zu erreichen, ist eine Vorrichtung zur Vorionisierung des Gases oder des Gasgemisches im Zwischenraum der Elektroden eingebaut. Die Vorionisierung ist im Umladekreis der Lampe angeordnet und erfolgt somit automatisch, d. h., unmittelbar vor dem Zünden der Hauptentladung. Vorionisierungseinrichtungen können zum Beispiel Funkenstrecken oder Coronaentladungen sein.
Um eine von Puls zu Puls stabile Entladung bzw. Lichtemission zu erhalten, muß das Gas zwischen den Elektroden und zwischen den Entladungen mehrfach ausgetauscht werden. Das wird mit einer im Gehäuse integrierten oder über Leitungen mit dem Gefäß verbundenen Gasumwälzeinrichtung realisiert. Diese sorgt für einen Austausch der Gase bzw. der Gasgemische zwischen den Elektroden. Damit ist gewährleistet, daß ständig frisches Gas oder Gasgemisch zur Anregung zur Verfügung steht.
Hauptbestandteil der Gasumwälzung ist ein geeignetes System zum Gastransport, üblicherweise ein Querstromlüfter. In diesem Kreislauf befinden sich Gasleiteinrichtungen, um einen effektiven, möglichst laminaren, Gasfluß zu erreichen. Weiterhin können in diesem Gaskreislauf ein üblicherweise elektrostatischer Staubfilter sowie ein Gasreiniger und eine Einrichtung zum Nachdosieren von verbrauchten Gasbestandteilen angeordnet sein. Damit wird die aktive Lebensdauer der Gasmischung wesentlich verlängert.
In diesem Gaskreislauf kann sich ein Kühlsystem befinden, welches das durch die Entladung erwärmte Gas auf eine optimale Betriebstemperatur abkühlt und somit ebenfalls für eine effiziente und stabile Lichtemission beiträgt.
Das zwischen den Elektroden erzeugte Licht wird durch ein für die jeweilige Lichtwellenlänge transparentes und parallel zu den Elektroden angeordnetes Fenster aus dem Entladungsraum herausgeführt. Das Fenster kann eine optisch wirksame Fläche haben, um das austretende Licht zu formen, insbesondere auf eine Stelle zu bündeln (z. B. Titanstab, Farbstoffküvette oder Abwasserreaktor).
Auf der dem Fenster gegenüberliegenden Seite und ebenfalls parallel zu den Elektroden kann ein lichtreflektierendes Element, welches seinen Fokus im Entladungsgebiet zwischen den Elektroden hat, angeordnet sein, so daß die Lichtausstrahlung in Richtung Fenster begünstigt wird.
Werden longitudinal zu den Elektroden ein Fenster und ein Resonator angeordnet, ist gleichzeitig ein Betrieb der gepulsten Lichtquelle als Laser möglich.
Zum Füllen und Wechseln der Gase in der Lampe ist das Gasgefäß mit einer entsprechenden Gasversorgungseinrichtung versehen. Mittels dieser Einrichtung werden gleichzeitig die lampentypischen Gasgemische gemischt. Ebenso kann in diesem Gasversorgungskreislauf ein, dem Gasgemisch entsprechender, Halogenspender eingebaut sein. Dieser hat die Aufgabe, die während des Arbeitens der Lampe im Gasgemisch verbrauchten Halogene "aufzufrischen", d. h., zu regenerieren. Somit wird eine längere Betriebsbereitschaft der Lampe erreicht, ohne daß ein vollständiger Gaswechsel durchgeführt werden muß. Ein Halogenspender kann zum Beispiel Xenondifluorid (XeF₂) sein.
Eine Spannungsversorgung liefert alle zum Betreiben der Lampe notwendigen Spannungen. Ein geeigneter Hochspannungsschaltkreis erzeugt die für die Gasentladung notwendigen Hochspannungspulse mit schnellem Spannungsanstieg. Üblicherweise werden dazu Netzwerke aus Kondensatoren benutzt, z. B. Ladungstransferkreise.
Durch einen speziellen Hochspannungsschaltkreis kann die Effizienz der Lampe erhöht werden.
Dabei wird hier der an sich bei Lasern bekannte, aber unerwünschte Effekt vorteilhaft ausgenutzt, daß bei entsprechender Gestaltung der Kondensatorenverhältnisse des Ladungstransferkreises während eines Umladeprozesses ein mehrmaliges Zünden der Lampe erreicht wird. LC-Inversionskreise sind mit oder ohne sättigbare Induktivitäten einsetzbar. Die Speicher- und Umladekondensatoren und die zum Schalten der Hochspannung benötigten Bauteile, z. B. Thyratron, sind unmittelbar an den Elektroden bzw. dem Gasgefäß angeordnet.
Auch ein "schalterloses" Auslösen der Hochspannungsentladung durch eine spezielle Gestaltung der Vorionisation ist möglich, z. B. durch Nutzung einer Corona-Vorionisation. Dazu ist eine spezielle konstruktive Gestaltung der Lampe nötig, die darin besteht, daß mindestens eine Elektrode verwendet wird, die eine Corona-Entladung erzeugt.
Mittels eines Steuerungs- und Kontrollsystem, verbunden mit geeigneten Sensoren, werden alle wichtigen Betriebsfunktionen der Lampe überwacht und geregelt bzw. gesteuert. So zum Beispiel die Qualität, die Temperatur und der Druck des Gases oder des Gasgemisches, die Betriebsspannung sowie die Lichtemission. Sämtliche mit dem Gas oder Gasgemisch in Berührung kommende Teile dürfen keine Veränderungen, sowohl durch chemische Reaktionen mit den Betriebsgasen als auch durch die Strahlung der Lichtemission, zeigen. Damit wird eine lange Gaslebensdauer und Betriebszeit der Lampe erreicht.
Vorzugsweise werden solche Werkstoffe wie Keramiken, fluorhaltige Polymere, Quarz- und Fluorgläser, Edelstähle, spezielle Aluminiumlegierungen und Nickel verwendet.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Figuren beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 Baugruppen der Lichtquelle als Blockschaltbild,
Fig. 2a Prinzipschaltbild eines einfachen Ladungstransferkreises,
Fig. 2b Prinzipschaltbild eines einfachen Corona-gezündeten Entladungskreises,
Fig. 3 Längsschnitt durch eine transversal arbeitende gepulste Gasentladungslampe,
Fig. 4a Querschnitt durch eine transversal arbeitende gepulste Gasentladungslampe,
Fig. 4b Detaildarstellung des Querschnitts durch den Entladungsraum einer transversal arbeitenden gepulsten Gasentladungslampe,
Fig. 5 Transversal arbeitende gepulste Gasentladungslampe ohne Lampenkammer,
Fig. 6 Tabelle einer Auswahl möglicher Gaszusammensetzungen,
Fig. 7 Querschnitt durch eine longitudinal arbeitende gepulste Gasentladungslampe,
Fig. 8 Hybridanordnung einer transversal arbeitenden gepulsten Gasentladungslampe mit gepulstem Laser.
In Fig. 1 sind die prinzipiellen Baugruppen einer gepulsten Gasentladungslampe als Blockschaltbild dargestellt.
Im Lampenkopf sind alle für die Lichtemission notwendigen Bauteile und Einrichtungen untergebracht. Die Gasversorgung ist mit dem Gasbehälter verbunden und enthält alle für die Bereitstellung der Gasmischung erforderlichen Geräte einschließlich der Halogendonatoren.
Die Spannungsversorgung liefert sowohl die Betriebsspannung für die Niederspannungsgeräte als auch die Hochspannung für die Gasentladung. Das Steuer- und Kontrollsystem überwacht und regelt die Betriebswerte der Lampe.
In Fig. 2a ist das Prinzipschaltbild eines einfachen Ladungstransferkreises gezeigt, der zur Erzeugung schneller Hochspannungspulse dient. Eine Ladespannung +U₀/-U₀ liegt am Hochspannungsschalter 31 an. Über die Ladespule 30 werden die Speicherkondensatoren 27 aufgeladen. Parallel zu den Umladekondensatoren 28 liegen die Elektroden der Lichtquelle (Kathodenelektrode 4 und Anodenelektrode 8).
Die auf +U₀/-U₀ = 25 kV aufgeladenen Speicherkondensatoren 27 werden mittels des Hochspannungsschalters 31 über die Vorionisationseinrichtung (9, 10) auf die Umladekondensatoren 28 geladen. Bei Erreichen der Zündspannung beginnt eine Gasentladung, verbunden mit einer Lichtemission, welche durch das Auskoppelfenster aus der Lampenkammer gelangt.
Fig. 2b zeigt einen Corona-gezündeten Entladungskreis, bei dem nach dem Zünden des Hochspannungsschalters 31 die Ladung aus den Speicherkondensatoren 27 auf die Umladekondensatoren 28 transferiert wird. Auf Grund der zwischen der Corona-Elektrode 33 und der Netzelektrode 32 aufgebauten Spannung entsteht eine Corona-Entladung, die zum Zünden der Hauptladung führt. Der zwischen diesen Elektroden befindliche Isolierkörper 35 isoliert die Netzelektrode 32 von der Corona-Elektrode 33, damit die Corona-Spannung aufgebaut werden kann.
In den Fig. 3, 4a und 4b ist eine mögliche Ausführung der Erfindung mit transversaler Anregung und einer Lampenkammer 5 aus einem elektrisch isolierenden und gegen die Betriebsgase sowie Lichtstrahlung beständigen Material, im Beispiel Keramik, gezeigt.
Eine prinzipielle Gesamtdarstellung einer gepulsten Gasentladungslampe zeigt
Fig. 3. Dort ist der Längsschnitt und in Fig. 4 der Querschnitt durch eine konstruktive Ausführung der Gasentladungslampe dargestellt.
Die Anodenelektrode 8 aus vernickeltem Kupfer 8 (siehe Fig. 4a, b) und die Vorionisationseinrichtung (9, 10) sind auf einer Platte aus Aluminium, der Anodenplatte 7 montiert und mit der Lampenkammer 5 mittels der Befestigungsschrauben 12 verschraubt und über den Dichtring aus Viton 11 mit der Lampenkammer gedichtet.
Die Kathodenelektrode 4 befindet sich elektrisch leitend auf der Kathodenplatte 3, die unmittelbar am Gasbehälter 2 aus Aluminium befestigt ist.
Zwischen den Elektroden befindet sich das Entladungsgebiet 15 (siehe Fig. 4b).
Die automatische Vorionisation wird mittels einer Vorionisationseinrichtung, bestehend aus einer Vorionisationselektrode 9 aus Edelstahl und einer Gegenelektrode 10 aus vernickeltem Kupfer, realisiert. Die Vorionisationselektrode 9 ist gegenüber der Anodenplatte elektrisch isoliert, üblicherweise mit einer Ummantelung aus PTFE (Teflon).
Parallel zu den Elektroden 4 und 8 ist das lichtreflektierende Element 6 (siehe Fig. 4b) aus hochglanzpoliertem Edelstahl an der Lampenkammer 5 befestigt.
Der vom Querstromlüfter 17 (siehe Fig. 3 und Fig. 4a) erzeugte Gasstrom gelangt durch die Gasleiteinrichtung 18 und die Gasaustauschöffnung 16 in der Kathodenplatte 3 in den Entladungsraum 15 zwischen den Elektroden 4 und 8 und liefert somit immer frisches Gas für eine effektive Gasentladung. Der Querstromlüfter 17 wird über eine Magnetkupplung 25 von einem Motor 26 angetrieben (siehe Fig. 3).
Danach gelangt der Gasstrom über die Wärmeaustauscher 19 und die elektrostatischen Gasfilter 20 zurück zum Querstromlüfter 17.
Der Halogendonator 23 ist im Gasbehälter 2 angeordnet und wird von der Steuereinrichtung, die ihrerseits Informationen von dem Gassensor 24 erhält (siehe Fig. 4a), angesteuert.
Andere spezielle Ausführungen, zum Beispiel ohne Lampenkammer, sind möglich. Gemäß Fig. 5 wird die Anodenplatte 7 mit der Elektrode 8 und der Vorionisationseinrichtung 9 und 10 aus einem elektrisch isolierenden Material direkt auf dem Gasbehälter 2 befestigt. Das Lichtaustrittsfenster 21′ ist hierbei im Gasbehälter 2 angeordnet, ebenso das lichtreflektierende Element 6. Die Einrichtungen zur Gasumwälzung, Filterung und Kühlung sind analog zu der Lösung gemäß Fig. 3 möglich (nicht dargestellt).
In Fig. 6 sind in Tabellenform mögliche Gaszusammensetzungen und die spezifischen Wellenlängen des abgestrahlten Lichtes dargestellt.
Fig. 7 zeigt eine mit longitudinal angeordneten Elektroden arbeitende Lichtquelle. In einer Elektrodenträgerplatte 36 sind in einer Reihe abwechselnd gepolte und gegeneinander isolierte Stiftelektroden 4 und 8 angeordnet. Beim Anlegen der Zündspannung werden die Umladekondensatoren 28 spannungssymmetrisch aufgeladen, wozu die Symmetriespulen 34 dienen. Beim Erreichen der Zündspannung an den Umladekondensatoren 28 entsteht ein Entladungsgebiet 15 zwischen den Elektroden in longitudinaler Richtung. Das Licht gelangt durch das auf der gesamten Breite der Elektrodenanordnung angeordnete Auskoppelfenster 21′ zur Anwendung.
Auch diese Anordnung kann als Hybridanordnung und/oder mit einer Umwälz- und Regenerationseinrichtung für das Gas sowie mit einem lichtreflektierenden Element ausgestattet sein.
Fig. 8 zeigt eine transversal arbeitende Lichtquelle, die sowohl als Gasentladungslampe und als Laser gleichzeitig betrieben wird. Diese Anordnung ist gegenüber der in Fig. 3 dargestellten Variante um einen an einer Stirnfläche der Laserkammer 5 angeordneten Resonator 22 sowie um ein zusätzliches Lichtauskoppelfensters 21′′ an der anderen Stirnseite ergänzt. Weitere Maßnahmen zum hybriden Betrieb sind nicht erforderlich.
Bezugszeichenliste
1 Lampenkopf
2 Gasbehälter
3 Kathodenplatte
4 Kathodenelektrode
5 Lampenkammer
6 Lichtreflektierendes Element
7 Anodenplatte
8 Anodenelektrode
9 Vorionisationselektrode
10 Gegenelektrode der Vorionisation
11 Dichtring der Anodenplatte
12 Befestigungsschrauben der Anodenplatte
13 Dichtring der Lampenkammer
14 Befestigungsschrauben der Lampenkammer
15 Entladungsgebiet
16 Gasaustauschöffnungen in der Kathodenplatte
17 Querstromlüfter
18 Gasleiteinrichtung
19 Wärmeaustauscher
20 Elektrostatischer Gasfilter
21′ Auskoppelfenster für den Gasentladungsbetrieb
21′′ Auskoppelfenster für den Laserbetrieb
22 Resonator
23 Halogenspender
24 Gassensor
25 Magnetkupplung
26 Antriebsmotor
27 Speicherkondensator
28 Umladekondensator
29 Vorionisationsfunkenstrecke
30 Ladespule
31 Hochspannungsschalter
32 Netzelektrode
33 Coronaelektrode
34 Symmetriespule
35 Isolierkörper
36 Elektrodenträgerplatte
+U₀/-U₀ Ladespannung

Claims (12)

1. Gepulste Lichtquelle zur Erzeugung von Licht bestimmter Wellenlängen innerhalb des Spektralbereiches des ultravioletten und des sichtbaren Lichtes, bestehend aus
  • - einem Lampenkopf (1) mit einem gegenüber dem Reaktionsgas sowie der Lichtstrahlung beständigen Gasbehälter (2), in welchem eine Gasentladung (Entladungsgebiet 15) erzeugbar ist,
  • - mindestens einer ersten Elektrode (Kathodenelektrode 4 oder Netzelektrode 32) mit einer Formgestaltung, die ein breites Entladungsgebiet (15) erzeugt, aus chemisch und elektrisch beständigem Material, die in geeigneter Weise elektrisch mit dem Gasbehälter (2) verbunden ist,
  • - mindestens einer zweiten Elektrode (Anodenelektrode 8) mit einer Formgestaltung, die ein breites Entladungsgebiet (15) erzeugt und die elektrisch mit dem Pluspotential einer Hochspannungsquelle verbunden ist,
  • - einem Elektrodenabstandshalter (Lampenkammer 5), wobei sich zwischen den Elektroden (4 oder 32 und 8) im Betrieb der Lampe ein Entladungsgebiet (15) ausbildet,
  • - einer automatisch arbeitenden Zündeinrichtung zur Erzeugung einer gezielt gesteuerten und homogenen Gasentladung zwischen den Elektrodenpaaren (4 oder 32 und 8),
  • - einem Hochspannungsschaltkreis zur Erzeugung der notwendigen Hochspannungspulse mit schnellem Anstieg, mit einem Hochspannungsschalter (31), Speicherkondensatoren (27), Umladekondensatoren (28) und mindestens einer Ladespule (30),
  • - einem im Gasbehälter (2) befindlichen Gasumwälz- und Gasregenerationssystem (17, 18, 19, 20),
  • - mindestens einem für die von der Lampe erzeugten Lichtwellenlängen durchlässigen und chemisch beständigen Lichtaustrittsfenster (21′ und/oder 21′′) in der Wandung (der Lampenkammer 5 oder des Gasbehälters 2),
  • - einem Steuer- und Kontrollsystem, welches alle nötigen Betriebswerte der Lampe und der Gaszusammensetzung überwacht und regelt und
  • - einer für die jeweilige Lichtemission bestehenden Gas- oder Gasgemischfüllung.
2. Gepulste Lichtquelle nach Anspruch 1, bei der entweder
  • - eine transversale Anordnung von zwei sich parallel gegenüberliegenden Elektroden (4 oder 32 und 8) und eine Vorionisationseinrichtung (9, 10) vorgesehen sind oder
  • - eine longitudinale Anordnung von in Reihe, alternierend mit unterschiedlicher Polarität angeregten Elektroden vorgesehen ist und in diesem Fall eine gleichmäßige Zündung durch die Beschaltung der Elektroden mit Symmetriespulen (34) und Umladekondensatoren (28) gewährleistet ist und eine Vorionisationseinrichtung nicht erforderlich ist.
3. Gepulste Lichtquelle nach Anspruch 2, bei der bei einer transversalen Anordnung der Elektroden (4, 8) die Zündeinrichtung entweder
  • - aus einander gegenüberstehenden Paaren von Elektroden besteht, wobei eine Elektrode die Vorionisationselektrode (9) ist und die andere Elektrode die Gegenelektrode (10) ist und die Elektrodenpaare zur Erzeugung eines homogenen Entladungsgebietes entlang der Kathodenelektrode (4) und/oder der Anodenelektrode (8) aufgereiht sind und alle Elektroden mit einem Hochspannungsschaltkreis verbunden sind oder
  • - die durch die Anodenelektrode (8) und eine in einem Abstand gegenüberliegende Netzelektrode (32) gebildet ist, wobei unter der Netzelektrode (32) anodenabseitig ein Isolierkörper (35) und darunter eine Coronaelektrode (33) angeordnet sind und alle Elektroden mit einem Hochspannungsschaltkreis verbunden sind.
4. Gepulste Lichtquelle nach Anspruch 2, bei der bei einer transversalen Anordnung eine Elektrode (Anodenelektrode 8) und die Vorionisationseinrichtung (Elektroden 9 und 10) auf einer elektrisch isolierenden Anodenplatte (7) angeordnet sind und die Gegenelektrode (10) über einen Abstandshalter an dieser Platte befestigt und in geeigneter Weise elektrisch leitend mit dem Massepotential verbunden ist.
5. Gepulste Lichtquelle nach Anspruch 1, bei der der Elektrodenabstand durch die Geometrie der Lampenkammer (5) festgelegt ist, die je nach Ausführung der Lampe, aus einem aus elektrisch isolierenden oder einem elektrisch leitenden Material besteht, das gegenüber dem Gas oder Gasgemisch sowie der Lichtstrahlung beständig ist.
6. Gepulste Lichtquelle nach Anspruch 2, bei der bei einer transversalen Anordnung der Elektroden die erste Elektrode (Kathodenelektrode 4 oder Gitterelektrode 32) mit dem Massepotential der Hochspannungsquelle auf einer Kathodenplatte (3) am Gasbehälter (2) befestigt ist.
7. Gepulste Lichtquelle nach Anspruch 1, bei der bei einer transversalen Anordnung der Elektroden die zweite Elektrode (Anodenelektrode 8) mit dem Pluspotential auf einer Anodenplatte (7) befestigt ist, die entweder elektrisch leitend oder isolierend ist.
8. Gepulste Lichtquelle nach Anspruch 1, bei der das Gasumwälz- und Gasregenerationssystem mit einer Gasleiteinrichtung (18) und/oder einer Gasreinigungseinrichtung (20) und/oder einem Wärmeaustauscher (19) und/oder einem Ventilator (17) versehen ist.
9. Gepulste Lichtquelle nach Anspruch 1, bei der ein Hybridbetrieb der Lampe als Gasentladungslampe und als Laser dadurch erzeugbar ist, daß ein Resonator (22) longitudinal zu den Elektroden (4 oder 32 und 8) in einer Seitenwandung und ein weiteres Lichtaustrittsfenster (21′′) in der anderen Seitenwandung des Gehäuses angeordnet ist.
10. Gepulste Lichtquelle nach Anspruch 1 oder Anspruch 9, bei der die Lichtaustrittsfenster (21′ und/oder 21′′) je nach Ausführung der Lampe in der Wandung der Lampenkammer (5) oder in der Wandung des Gasgehäuses (2) angeordnet ist, wobei das Lichtaustrittsfenster (21′) für den Betrieb als Gasentladungslampe parallel zu dem Entladungsgebiet der Elektroden in der Wandung angeordnet ist und/oder das Lichtaustrittsfenster (21′′) zum Betrieb als Laser in Längsrichtung zu den Elektroden in einer Seitenwand angeordnet ist.
11. Gepulste Lichtquelle nach Anspruch 1 oder Anspruch 9, bei der parallel zu der Ausdehnung des Entladungsgebietes (15) mindestens ein lichtreflektierendes und zweckmäßigerweise in das Entladungsgebiet fokussierendes Element (Holspiegel 6) und/oder in Längsrichtung zur Ausdehnung des Entladungsgebietes (15) an einer Seitenwandung ein Resonator (22) angeordnet ist, wobei die Elemente gegenüber dem Lichtaustrittsfenster (21′ und/oder 21′′) liegen und aus einem für die abgestrahlte Wellenlänge und der verwendeten Wellenlänge geeigneten und chemisch beständigen Material bestehen.
12. Gepulste Lichtquelle nach Anspruch 1, bei der die Lampe mit einem separaten System zur Gasversorgung und/oder Gaserneuerung (Gasmischstand und Halogenspender) verbunden ist oder dieses System mit in dem Lampenkopf (1) angeordnet ist.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1177569A1 (de) * 1999-05-07 2002-02-06 Fusion Uv Systems, Inc. Hochdruck -entladungslampenkolben mit einer füllung die mehrere excimerkonbinationen enthält
WO2008086868A1 (de) 2007-01-17 2008-07-24 Khs Ag Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen sterilisierung von beutelverpackungen
EP3168860A1 (de) 2015-11-16 2017-05-17 Tomas Bata University In Zlín Vorrichtung und verfahren zur erzeugung von uv-strahlung
CN116404502A (zh) * 2023-06-07 2023-07-07 北京精亦光电科技有限公司 一种准分子激光器放电腔结构

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD125046A3 (de) * 1975-07-28 1977-03-30
US4891818A (en) * 1987-08-31 1990-01-02 Acculase, Inc. Rare gas-halogen excimer laser
DE4037924A1 (de) * 1989-12-08 1991-06-20 Gerhard Dr Winkelmann Impulsgaslaser

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD125046A3 (de) * 1975-07-28 1977-03-30
US4891818A (en) * 1987-08-31 1990-01-02 Acculase, Inc. Rare gas-halogen excimer laser
DE4037924A1 (de) * 1989-12-08 1991-06-20 Gerhard Dr Winkelmann Impulsgaslaser

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BALANDIN, A.N., et al.: Excimer Laser for Micro- technology. US-Z.: Instruments and Experimental Techniques, Vol. 37, No. 5, Part 2,1994,p.606-611 *
GEIMAN, V.G., et al.: Use of LC circuits with electrical-explosion current breakers to deposit energy in the:Xe:HCI volume discharges in large discharge gaps. US-Z.: Sov.Tech.Phys.Lett. 13 (1),January 1987, p. 24-25 *
GOTO, T., et al.: 5 kHz high repetition rate and high power XeCl excimer laser. US-Z.: Rev.Sci. Instrum. 66 (11), November 1995, p. 5162-5164 *
KNECHT, B.A., et al.: Compact XeF(C->A) and iodine laser optically pumped by a surface discharge. US-Z.: Optics Letters, Vol. 20, No. 9, May 1995, p. 1011-1013 *
PEET, V.E., et al.: Diagnostics of a Compact Discharge-Pumped XeCl Laser with BCI¶3¶ Halogen Donor. DE-Z.: Appl.Phys. B 52, 1991, p. 234-343 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1177569A1 (de) * 1999-05-07 2002-02-06 Fusion Uv Systems, Inc. Hochdruck -entladungslampenkolben mit einer füllung die mehrere excimerkonbinationen enthält
EP1177569A4 (de) * 1999-05-07 2002-08-14 Fusion Uv Sys Inc Hochdruck -entladungslampenkolben mit einer füllung die mehrere excimerkonbinationen enthält
WO2008086868A1 (de) 2007-01-17 2008-07-24 Khs Ag Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen sterilisierung von beutelverpackungen
DE102007003334A1 (de) 2007-01-17 2008-08-07 Khs Ag Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Sterilisierung von Beutelverpackungen
US10077127B2 (en) 2007-01-17 2018-09-18 Khs Gmbh Method and arrangement for treating bags to be filled with a product prior to filling the bags with a product
EP3168860A1 (de) 2015-11-16 2017-05-17 Tomas Bata University In Zlín Vorrichtung und verfahren zur erzeugung von uv-strahlung
CN116404502A (zh) * 2023-06-07 2023-07-07 北京精亦光电科技有限公司 一种准分子激光器放电腔结构

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