DE2252266B2

DE2252266B2 - Vorrichtung zum Erzeugen modulierter Atom-Resonanzstrahlung

Info

Publication number: DE2252266B2
Application number: DE2252266A
Authority: DE
Inventors: Hendrik Bessel Bart Van Dam; Zeger Van Gelder
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1971-10-28
Filing date: 1972-10-25
Publication date: 1979-01-11
Also published as: FR2157973B1; GB1405788A; US3851213A; AU4807372A; FR2157973A1; DE2252266C3; NL7114824A; CA973980A; JPS4852288A; JPS5222267B2; BE790602A; DE2252266A1

Description

ist, wobei D der Innendurchmesser der Zerstäubungselektrode und Da der atomare Diffusionskoeffizient des durch die Zerstäubungselektrode gelieferten Atomdampfes ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulswiederholungsfrequenz /einen zwischen 50 und 1000 Hz liegenden Wert hat.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der positiven Säulenentladung oder deren Verlängerung das Fenster schneidet, daß die hohle Zerstäubungselektrode ein Hohlzylinder ist, der die Säulenentladung koaxial umgibt, und daß zwischen der Zerstäubungselektrode und dem Fenster ein hohler isolierender Zylinder vorhanden ist, der die Säulenentladung koaxial umgibt und dessen Innendurchmesser kleiner als der der Zentäubungselektrode ist und dessen Länge zumindest gleich seinem Innendurchmesser ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß mehrere Zerstäubungselektroden 1, 2...bzw. η enthält, die alle auf dsr gleichen Achse liegen und durch hohle isolierende Zylinder getrennt sind, daß die Vorrichtung Mittel enthält, um den Zerstäubungselektroden 1, 2... η abwechselnd einen oder mehrere Spannungsimpulse mit der Impulsdauer Tu, Tu... bzw. T\„ zuzuführen, und daß die Vorrichtung ferner Mittel enthält um den Elektroden für die positive Säulenentladung Spannungsimpulse zuzuführen, die in bezug auf die den Zerstäubungselektroden 1, 2,.. π zugeführten Impulse eine Verzögerungszeit Ti, Tj... bzw- Tn aufweisen, wobei für jede Zeit τ« gilt,daß 0<Tn<2 !!„bedeutet.

ϊ 7. Gerät zum Messen der Absorption und/oder

Fluoreszenz von Atom-Resonanzstrahlung, insbesondere zur Ermittlung von Spuren von Elementen in einer Probe unter Verwendung einer Vorrichtung nach Anspruch 1,2,3,4 oder 5 als Primärlichtquelle,

κι und mit Mitteln zum Feststellen der durch die Probe hindurchgelassenen und/oder reemittierten Strahlung.

8. Gerät zum Messen der Absorption und /oder Fluoreszenz von Atom-Resonanzstrahlung, insbe-ί sondere zur Ermittlung von Spuren von Elementen in einer Probe, unter Verwendung einer Vorrichtung nach Anspruch 6 als Primärlichtquelle, und mit Mitteln zum Feststellen durch die Probe hindurchgelassenen und/oder reemittierten Strahlung, weiche

>o Mittel einen photoempfindlichen Detektor und für jede Zerstäubungselektrode eine Torschaltung enthalten, der das Ausgangssignal des photoempfindlichen Detektors zugeführt wird und welche Torschaltung durch die der Zerstäubungselektrode zuzufüh-

2Ί renden Impulse betätigt wird.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen modulierter Atom-Resonanzstrahlung, mit einem mit Edelgas gefüllten Entladungsgefäß, versehen mit einem die erzeugte Resonanzstrahlung hindurchlassenden Fenster, mit zwei Elektroden, zwischen denen beirr Betrieb der Vorrichtung eine positive Säulenentladung aufrechterhalten wird, und mit zumindest einer hohlen Zerstäubungselektrode, die das Element enthält, dessen Resonanzstrahlung gewünscht wird, und die Vorrichtung Mittel enthält, um der Zerstäubungselektrode eine erste pulsierende Spannung zuführen.

Strahlungsquellen, die die Resonanzstrahlung eines oder mehrerer Elemente aussenden, werden häufig in der Spektroskopie angewendet, insbesondere der Atom-Absorptions- und/oder Atom-Fluoreszenzspektroskopie, für die qualitative und quantitative Ermittlung der Bestandteile einer unbekannten Probe. Dabei wird etwa eine Lösung der Probe in einer atmosphärischen Flamme zerstäubt, wodurch die Lösung verdampft und Atome der Probe in Dampfform in die Flamme eingeführt werden. Wird nun die Atom-Resonanzstrahlung eines bestimmten Elements durch die Flamme hindurchgeschickt, so wird diese Strahlung dort mehr oder weniger absorbiert und reemittiert, je nachdem, ob mehr oder weniger Atome jenes Elements in der Probe vorhanden sind.

Zum Erzeugen von Atom-Resonanzstrahlung ist es bekannt, eine sogenannte Hohlkathodenlampe zu benutzen, in der eine elektrische Entladung zwischen einer Anode und einer hohlen, zylinderförmigen Kathode aufrechterhalten wird, die das Material enthält, dessen Resonanzstrahlung gewünscht wird (siehe etwa die US-Patentschrift 31 83 393).

Aus der franz. Patentschrift 13 71588 ist eine derartige Vorrichtung bekannt, bei der senkrecht zur Achse der Hohlkathode eine positive Säulenentladung zwischen zwei zusätzlichen Elektroden an einer Stelle staltfindet, an der sich Atome des Materials befinden,

dessen Strahlung gewünscht wird. Auf diese Weise ist es möglich, höhere Strahlungsintensitäten zu erzielen.

In der deutschen Offenlegungsschrift 17 64 857 ist eine Entladungslampe zum Erzeugen von Atom-Resonanzstrahlung beschrieben, die einen mit Edelgas gefüllten Entladungsraum und zwei Elektroden aufweist, zwischen denen beim Betrieb eine positive Säulenentladung aufrechterhalten wird. Die Lampe ist ferner mit einer Zerstäubungselektrode in Form eines Hohlzylinders versehen, die das Element enthält, dessen Resonanijtrahlung gewünscht wird. Diese Zerstäubungselektrode ist koxial um die Säulenentladung angeordnet und besitzt beim Betrieb ein negatives Potential in bezug auf die Säulenentladung. Infolge eines Beschlusses mit positiven Ionen aus der Säulenentladung auf die Zerstäubungselektrode werden Atome dieser Zerstäubungselektrode in die Säutenentladung eingeführt, wo sie nach Aaregung u. a. ihre Resonanzstrahlung aussenden. Die erwünschte Resonanzstrahlung tritt längs der Achse der Säulenentladung aus der Lampe aus. Mit dieser Lampe kann man Resonanzstrahlung mit hoher Intensität und einem sehr schmalen Linienprofii erzielen.

In vielen Fällen ist es erwünscht, über eine Strahlungsquelle zu verfügen, die modulierte Resonanzstrahlung aussendet. Dann besieht nämlich die Möglichkeit, bei Verwendung der Strahlungsquelle in der Absorptions- und/oder Fluoreszenzspektroskopie eine selektive Wechselstromverstärkung des festgestellten Signals anzuwenden. Aus der deutschen Offenlegungsschrift 19 42 376 ist eine derartige Vorrichtung zum Erzeugen modulierter Atom-Resonanzstrahlung bekannt. Diese Vorrichtung enthält eine Entladungslampe mit einer in der früher genannten deutschen Offenlegungsschrift 17 64 857 beschriebenen Konstruktion, und ferner Mittel, um der Zerstäubungselektrode eine pulsierende Spannung zuzuführen, so daß die Resonanzstrahlung periodisch erzeugt wird.

Möchte man in der Spektroskopie eine hohe Empfindlichkeit erzielen, so sind im allgemeinen eine hohe Intensität und ein schmales Linienprofil der durch die Stiuhlungsquelle ausgesandten Resonanzstrahlung erforderlich. Diese Anforderungen gelten insbesondere für die Fluoreszenzspektroskopie. Die bekannten Strahlungsquellen haben namentlich für die Fluoreszenzspektroskopie häufig eine zu geringe Intensität. Diese Intensität könnte man dadurch erhöhen, daß man in den bekannten Strahlungaquellen größere Entladungsströme zuläßt. Das ist jedoch nur in begrenztem Maße möglich, da höhere Zerstäubungs- und Säulenentladungsströme zu einer größeren Dissipierung der Energie führen, wodurch die Temperatur der Hohlkathode oder Zerstäubungselektrode sehr hoch werden kann. Ferner geht ein hoher Zerstäubungsstrom mit einer hohen Zerstäubungsspannung einher, wodurch eine mehr als proportionale Zunahme der Produktion der durch Zerstäubung erhaltenen Atome entsteht. Beide Erscheinungen haben zur Folge, daß die Dichte der Atome derart hoch wird, daß das Profil der ausgesandten Resonanzstrahlung auf unzulässige Weise verbreitert und verformt wird.

Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung zum Erzeugen einer modulierten Atom-Resonanzstrahlung zu schaffen, mit der höhere Strahlungsintensitäten unter Beibehaltung eines schmalen Linienprofils erzielt werden können.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung fer ier

Mittel enthält, um den Elektroden für die positive Säulenentladung eine zweite pulsierende Spannung zuzuführen, wobei die Impulswiederholungsfrequenz f der zweiten pulsierenden Spannung gleich derjenigen der ersten pulsierenden Spannung ist und einen Wert zwischen 10 und 10⁴ Hz hat, daß das Produkt der Impulswiederholungsfrequenz /"und der Impulsdauer T\ der ersten pulsierenden Spannung einen Wert zwischen 0,5 und 10-* hat und daß die zweite pulsierende Spannung in bezug auf die erste pulsierende Spannung eine Verzögerungszeit τ besitzt, wobei 0<r< 2 Ti isL

Der Wert /kann zwischen weiten Grenzen gewählt werden, nämlich zwischen 10 und 10⁴ Hz. Werte von f außerhalb dieser Grenzen sind für praktische Anwendungszwecke weniger geeignet. Wenn man sowohl die Säulenentladung als auch die Zerstäubungsentladung pulsierend betreibt, ist es möglich, hohe Momentanwerte dieser Ströme zuzulassen, wobei die gesamte Energiedissipierung die gleiche bleibt wie im Fall des Gleichstrombetriebs. Bei einem bestimmten Wert der Energiedissipierung kann man den Momentanwert der Entladungsströme größer ν :hlen, je kleiner das sogenannte Tastverhältnis (En^Ii^1-Ch: duty cycle) der pulsierenden Ströme gewählt wird. Dieses Tastverhältnis wird als das Produkt der Impulsdauer T und der Impulswiederholungsfrequenz /(oder als Quotient der Impulsdauer Tund der Impulsperiode IIf) definiert. In einer erfindungsgemäßen Vorrichtung muß das Tastverhältnis der ersten pulsierenden Spannung einen Wert zwischen 0,5 und 10~⁴ haben. Wählt man beispielsweise für das Tastverhältnis der ersten pulsierenden Spannung den Wert 0,1, so kann man bei derselben Energiedissipierung wie beim Gleichstrombetrieb einen zehnmal höheren Momentanwert des Zerstäubunsstroms zulassen. In dem Falle ist die momentane Dichte der durch Zerstäubung erhaltenen Atome angesichts der mehr als proportionalen Zunahme der Atorndichte zum Zerstäubungsstrom mehr als das Zehnfache der Dichte beim Gleichstrombetrieb. Es ist zu erwarten, daß dann die Spitzenhöhe des ausgesandten Resonanzr trahlungsimpulses zumindest um einen Faktor Zehn höher sein kann als die Strahlungsintensität beim Gleichstrombetrieb. Um diesen Gewinn der Strahlungsintensität zu erzielen, muß jedoch der Säulenentladungsstrom verhältnismäßig hohe Werte annehmen. Es ist nämlich bekannt, daß eine hohe Intensität und ein schmales Linienprofil nur dann möglich sind, wenn das Verhältnis der Anzahl anregender Elektronen aus der Säulenentladung im bezug auf die Anzahl der durch Zerstäubung erhaltenen Atome hoch ist (siehe die deutsche Offenlegungsschrift 17 64 857 und Appl. Spectrosc, Band 22, Nr. 5. 581 (1968)). Um diese verhältnismäßig hohen Säulenentladungsströme zu ermöglichen, ohne eine unzulässig große Energiedissipierung zu erhalten, muß in einer °rfindungsgemäßen Vorrichtung auch die Säulenentladung pulsierend betrieben werden.

Versuche, Ίίε zu der Erfindung führten, haben überraschenderweise erwiesen, daß der soeben genannten Gewinn der Strahlungsintensität der ausgesandten Resonanzs'rahlung nur dann erzielt werden kann, wenn die zweite pürierende Spannung eine Verzögerungszeit r in bezug auf die erste pulsierende Spannung besitzt. Bei einer geeigneten Wahl von τ ist es möglich, mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung Resonanzstrahlungsimpulse mit einem sehr schmalen Linienprofil und mit einer Intensität zu erzielen, die um einen Faktor 100 bis 200 höher ist ais die mit den bekannten, mit Gleichstrom betriebenen Vorrichtungen erhaltene

Strahlungsintensität. In einer crfindungsgcmäücn Vorrichtung hai r einen Wert, der größer als Null und kleiner als 2 71 ist.

Es ist vorteilhaft, die Impulsdauer Tj der /weiten pulsierenden Spannung nicht größer zu machen als die Impulsdauer 71 der ersten pulsierenden Spannung, weil dann höhere Momentanwerte des Säulenentladungssiroms zugelassen werden können, wodurch höhere Strahlungsintensitäten erzielt werden. Die höchsten Strahlungsintensitäten werden erhalten, wenn ferner die Werte der Verzögerungszeil r kleiner oder ebensogroß wie 71 gewählt werden. Ks wird daher eine erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt, für die 7} < 71 und 0<r < 71 bedeutet.

Die Verzögerungszeit r wählt man in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorzugsweise größer oder ebensogroß wie die effektive Diffusionszeit der durch Zerstäubung erhaltenen Atome. Dann startet nämlich die Säulenentladung in einem Zeitpunkt, in dem die Atomdichte maximal ist. Die genannte effektive Diffusionszeit ist eine Funktion der Geometrie der Entladungslampe, der Art der zerstäubten Atome und der Edelgasfüllung des Entladungsgefäßes, und sie ist etwa gleich

0.04 0^:

worin D der Innendurchmesser der Zerstäubungselektrode und D,\ der atomare Diffusionskoeffizient der zerstäubten Atome in dem betreffenden Edelgas ist.

Es wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt, für die die Impulswiederholungsfrequenz f der pulsierenden Spannungen einen Wert zwischen 50 und 1000 Hz hat. Bei Anwendung der Vorrichtung in der Spektroskopie zeigt sich nämlich, daß die Feststellung und Verarbeitung des zu messenden Signals am einfachsten sind, wenn /"im genannten Bereich gewählt wird.

Die besten Ergebnisse werden mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielt, die eine in der deutschen Offenlegungsschrift 17 64 857 beschriebene Entladungslampe enthält. In dieser bevorzugten Vorrichtung werden die Atome durch einen Ionenbeschuß auf eine hohle Zerstäubungselektrode erhalten. Die Zerstäubungselektrode ist ein Hohlzylinder, der die Säulenentladung koaxial umgibt. Dabei befindet sich zwischen der Zerstäubungselektrode und dem Fenster des Entladungsgefäßes ein hohler, isolierender Zylinder, der die Säulenentladung koaxial umgibt und dessen Innendurchmesser kleiner als der der Zerstäubungselektrode ist und dessen Länge zumindest gleich seinem Innendurchmesser ist

Es ist vorteilhaft, in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Entladungslampe anzuwenden, die in der deutschen Offenlegungsschrift 17 64 857 beschrieben ist, wobei die Lampe mehrere Zerstäubungselektroden 1, 2... bzw. π enthält, die alle auf der gleichen Achse liegen und durch hohle isolierende Zylinder voneinander getrennt sind. Die Vorrichtung wird dabei mit Mitteln versehen, um den Zerstäubungselektroden 1, 2... η abwechselnd einen oder mehrere Spannungsimpulse mit der Impulsdauer Tn, Ti₂...bzw. T_1n zuzuführen, und ferner mit Mitteln, um den Elektroden der positiven Säulenentladung Spannungsimpulse zuzuführen, die in bezug auf die den Zerstäubungselektroden 1,2,... π zugeführten Impulse eine Verzögerungszeit t_u T₂, - bzw. T_n besitzen, wobei für jede Zeit r„ gilt, daß

0<r„<2 71 „ ist. Diese Vorrichtung bietet die Möglichkeit, in der Absorptions- und/oder Fluoreszenzspektroskopie den Gehalt an verschiedenen Elementen in einer Probe zu ermitteln, ohne daß eine Strahlungsquelle ausgewechselt werden muß.

Eine erfindungsgeiriäße Vorrichtung wird vorzugsweise in einem Gerät zum Messen der Absorption und/oder Fluoreszenz von Atom-Resonanzstrahlung angewendet, insbesondere zur Ermittlung von Spuren von Elementen in einer Probe. Dieses Gerät enthält ferner Mittel zum Feststellen der durch die Probe hindurchgelassenen und/oder reemittierten Strahlung. Diese Mittel enthalten etwa ein strahlungsempfindliches Element, das die gemessene Strahlung in ein elektrisches Signal umwandelt, das durch einen Impulshöhendetektor gemessen wird.

Besondere Vorteile erzielt man, wenn in einem derartigen Gerät eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit mehreren Zerstäubungselektrodcn angewendet wird. Die Mittel zum Feststellen der durch die Probe hindurchgelassenen und/oder reemittierten Strahlung enthalten dann einen photoempfindlichen Detektor und für jede Zerstäubungselektrodc eine Torschaltung, deren Ausgangssignal dem photoempfindlichen Detektor zugeführt wird und welche Torschaltung durch die den Zerstäubungselektroden zuzuführenden Impulse betätigt wird. Dabei wird beispielsweise die n. Totschaltung geöffnet, so daß das von der n. Zerstäuüungselektrode herrührende Signal in einem Zeitpunkt T_n Sekunden nach Anfang des Zerstäubungsspannungsimpulses an der n. Zerstäubungselektrode durchgelassen wird. Es ist mii dieser Vorrichtung möglich, den Gehalt an verschiedenen Elementen in einer Probe gleichzeitig und unabhängig voneinander zu ermitteln.

Die Erfindung wird anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein schematisches Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und

F i g. 2 ein Prinzipschema für ein Gerät zum Messen der Absorption und/oder Fluoreszenz von Atom-Resonanzstrahlung nach der Erfindung, versehen mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die drei Zerstäubungselektroden enthält.

In F i g. 1 bezeichnet 1 die Wand, etwa aus Glas, eines Entladungsgefäßes, in dem zwischen einer Kathode 2 und einer Anode 3 eine Säulenentladung stattfinden kann. Das Entladungsgefäß ist mit Argon bis zu einem Druck von 1 Torr gefüllt. Um die Säulenentladung herum ist eine zylinderförmige Zerstäubungselektrode 4 aus Kupfer angeordnet, die einen Innendurchmesser von 12,5 mm hat. Beidseitig der Zerstäubungselektrode 4 befinden sich die Glaszylinder 5 bzw. 6. Der Zylinder 5 ist von dem Glaszylinder 5' umgeben und bildet ein Ganzes damit, welcher letztere am Boden 7 des Entladungsgefäßes festgeschmolzen ist Der Zylinder 6 ist vom Glaszylinder 6' koaxial umgeben und bildet ein Ganzes damit. Die Zerstäubungselektrode 4 ist an der Außenoberfläche mit einem stufenförmigen, vorragenden Rand versehen, auf dem der Zylinder 6' ruht, und welcher Rand sich auf dem Zylinder 5' abstützt Die Glimmerplatten 8 dienen zur Zentrierung und ferner zur Verbesserung der Isolierung, so daß unerwünschte Entladungen vermieden werden. Die im Entladungsgefäß erzeugte Kupferstrahlung tritt längs der Achse der Säulenentladung durch ein Quarzglasfenster 9 in der Umhüllung 1 nach außen.

Die Vorrichtung nach I-'i g. I enthalt ferner einen Impulsgenerator 10. der der Zersliiubungsclckirodc 4 eine pulsierende negative Spannung mit einer Impulswiederholungsfrequen/ von 100 II/ und einem Tastverhältnis von 0.1 zuführt. Mit einem Impulsgenerator 20 wird den F.lektroden 2 und J für die positive Säulcnentfadiing eine pulsierende Spannung mit einer Impulswiulcrholungsfrcqucn/ von K)OII/. und einem ^Tastverhältnis von 0,05 zugeführt. Die Siiulenimpiilse naben eine Vcr/ögerungszeit r von etwa 500 μ sek in bezug auf die /erstäubungsimpulse. Hei einem Wert der Säulenenthidiingsimpulse von KH)OnA und der Zersläubungscntladungsimpulse von 50 niA beträgt die Spit/enhöhe der ausgcsandlen Kupferstr.^: lung, gemessen mit einer Photo/eile. 190OmV. Wird diese Vorrichtung mit Gleichspannungen betrieben, so betragt die Kupferstrahlungsinlcnsität bei einem .Säulenstrom von KXImA und einem /.crstäubungsstrom von 10 niA nur IO mV.

Messungen an solchen Vorrichtungen wie der so: hen beschriebenen Vorrichtung, wobei jedoch die Zcrstüu btingselektrode aus Kupfer durch eine Zerstäubungselektrode aus Eisen, Aluminium bzw. Nickel ersetzt ist. sind in den folgenden Tabellen zusammengefaßt. In allen !'allen beträgt der Innendurchmesser der Zerstäubungsclektrode 12,5 mm und besteht die Edelgasfüllung aus Argon mit einem Druck von I Torr. Die Impulswiederholungsfrequenz der pulsierenden Spannungen beträgt stets 100 Hz. Die Tabellen führen die Werte des Tastverhältisses des Zerstäubungsenlladungsstroms (i_s) und des Säulencntladungsstroms (i,) ■ >wie die Imptilshöhe dieser Ströme /', und i, in mA auf. ferner zeigen die Tabellen die Größe der Verzögerungs/eit r in μ sck. Die ausgesandte Atom-Resonanzstrahlung ist mit einem phoioclektrischen Detektor gemessen. Die .Spitzenhöhe (in mV) des Ausgangssignals dieses Detektors ist ein Maß für die Intensität (I) der ausgesandten Strahlung. Zum Vergleich ist bei jeder Messung die Strahlungsintensität / in mV angegeben, die dann erzielt wird, wenn keine Verzögerungszeit angewendet wird (r = 0). Im Fall der Vorrichtung zum F.rzeugen der Kisen-Resonanzstrahlung ist ebenfalls zu Vergleicnszwecken das Hrgebnis der Messung bei Cileichslrombetrieb (DC)aufgeführt.

Vorrichtung zum l-r/eugen von Hisen-Resonanzslrahlung

l.isHi'ili.illnis

hislverh	ältnis	i, in ηιΛ	; in ηι.Λ	/ in	;jsck. / in

I)C	DC	10	IOD	_	10
0.1	0,1	IOD	1000	O	20
0,1	0,1	100	1000	800	400
0,1	0,05	100	2000	O	30
0,1	0,05	100	2000	800	450

Vorrichtung zum Erzeugen von Aluminium-Resonanzstrahlung

Tastverhältnis

ι", in mA /.- in mA / in ;xsek. / in mV

0,1	0,1	25	100	0	65
0,1	0,1	25	100	640	600
0,1	0,1	25	250	0	50
0,1	0,1	25	250	640	600

o.l

0.1

0.05

0.025

0.0125

/ 111 111 \

25

25
25
55
25

IS

in 111 \ 1 in

500
S(II)
500

K)O(I
1000
2000
2000

0 f.-tO

0 550

0 630

il.MI

.•k / in ηΛ

700 IO

700

15

7W)

Vorrichtung zum I rzeugen von Nickel-Kesonan/strah- I u ng

Tastverhältnis	M j	/,Ml 111 Λ	/ 111 m Λ	1 in ;isL·	k / in
/,	0.1
I (I₁J		SlI	sill)	Il	SIl
0.1	0.05	50	500	MI(I	175
	0,05			K)OI)
0,1		50	1001)	0	S
0.1	0,025	50	KIOII	600	22S
	0.025			KK)O
0.1		50	2000	0	7
0.1	0.05	50	2000	(iOO	2Wl
	0.05			1000
0,05		100	100(1	0	K)(I
¹ 0.05	0.025	100	100(1	600	50(1
	0.025			1000
0.05	100	2000	0	20
0.05	100	2000	M)O	04(1

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

KI(III

F i g. 2 zeigt das Prinzipschema eines erfindungsge mäßen Geräts zum Messen der Absorption und/oder Fluoreszenz von Atom-Resonanzstrahlung. Das Gerät enthält eine Entladungslampe 30, die mit drei Zerstäubungselektroden 33, 34 und 35 aus Kupfer, Eisen bzw. Nickel versehen ist. Die Zerstäubungselckiroden umgeben alle die Entladungsstrecke der posit, .'cn Säulenentladung zwischen der Kathode 31 und der Anode 32. Das Gerät enthält ferner einen Impulsgenerator 40, der der Steuereinheit 50 Steuerimpulse abgibt. Diese Steuereinheit 50 liefert abwechselnd einen oder mehrere Spannungsimpulse /u den Zerstäubungsclektroden 33, 34 und 35 und außerdem synchron zu diesen Spannungsimpulsen Steuerimpulse zur Verzögerungseinheit 60. Die Verzögerungseinheit 60 gibt die zuletzt genannten Steuerimpulse mit einer Verzögerungszeit Γι. Γί bzw. ri an die Torschaltung 70 und ebenfalls an die Steuereinheit 80 weiter. Die Steuereinheit 80 liefert synchron zu den zugeführten (verzögerten) Steuerimpulsen Spannungsimpulse zur Anode 32. Die Säulenspannung wird mithin stets in den Zeitpunkten n, T₂ bzw. Tj ausgelöst, nachdem die Zerstäubungsspannungsimpulse an den Elektroden 33, 34 bzw. 35 ausgelöst werden. Die durch die Lampe ausgesandte Atom-Resonanzstrahlung wird durch eine photoempfindliche Zelle 90 festgestellt, die die Strahlungsimpulse in Spannungsimpulse umwandelt. Diese, ein Maß für die Intensität der ausgesandten Atom-Resonanzstrahlung darstellenden Spannungsimpulse werden über die Totschaltung 70 einem Impulshöhenmesser 100 zugeführt, so daß die Strahlungsinipulse, die durch von den Elektroden 33, 34 bzw. 35 herrührende Atome ausgesendet werden, einzeln gemessen werden.

809 582/173

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Erzeugen modulierter Atom-Resonanzstrahlung, mit einem unit Edelgas gefüllten Entladungsgefäß, versehen mit einem die erzeugte Resonanzstrahlung hindurchlassenden Fenster, mit zwei Elektroden, zwischen denen beim Betrieb der Vorrichtung eine positive Säulenentladung aufrechterhalten wird, und mit zumindest einer hohlen Zerstäubungselektrode, die das Element enthält, dessen Resonanzstrahlung gewünscht wird, und die Vorrichtung Mittel enthält, um der Zerstäubungselektrode eine erste pulsierende Spannung zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ferner Mittel enthält, um den Elektroden für die positive Säulenentladung eine zweite pulsierende Spannung zuzuführen, wobei die Impulswiederholungsfrequenz /"der zweiten pulsierenden Spannung gleich derjenigen der ersten pulsierenden Spannung ist und einen Wert zwischen 10 und 1O⁴ Hz hat, diß das Produkt der Impulswiederholunsfrequenz / und der Impulsdauer ΤΊ der ersten pulsierenden Spannung einen Wert zwischen 0,5 und 10-⁴ hat und daß die zweite pulsierende Spannung in bezug auf die erste pulsierende Spannung eine Verzögerungszeit τ besitzt, wobei 0 < τ < 2 Ti ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsdauer Ti der zweiten pulsierenden Spannung kleiner oder ebensogroß ist wie T] unddaßO<T< Ti bedeutet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

D²