DE2401395A1 - Gasentladungsroehre - Google Patents

Gasentladungsroehre

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Publication number
DE2401395A1
DE2401395A1 DE19742401395 DE2401395A DE2401395A1 DE 2401395 A1 DE2401395 A1 DE 2401395A1 DE 19742401395 DE19742401395 DE 19742401395 DE 2401395 A DE2401395 A DE 2401395A DE 2401395 A1 DE2401395 A1 DE 2401395A1
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DE
Germany
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gas discharge
helium
cathode
discharge tube
tube according
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Pending
Application number
DE19742401395
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English (en)
Inventor
Charles E Tyler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HP Inc
Original Assignee
Hewlett Packard Co
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02Details
    • H01J61/24Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the vessel
    • H01J61/26Means for absorbing or adsorbing gas, e.g. by gettering; Means for preventing blackening of the envelope
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J17/00Gas-filled discharge tubes with solid cathode
    • H01J17/02Details
    • H01J17/04Electrodes; Screens
    • H01J17/06Cathodes
    • H01J17/066Cold cathodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J7/00Details not provided for in the preceding groups and common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J7/14Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the vessel
    • H01J7/18Means for absorbing or adsorbing gas, e.g. by gettering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2893/00Discharge tubes and lamps
    • H01J2893/0064Tubes with cold main electrodes (including cold cathodes)
    • H01J2893/0065Electrode systems
    • H01J2893/0066Construction, material, support, protection and temperature regulation of electrodes; Electrode cups

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  • Discharge Lamp (AREA)

Description

  • GASENTLADUNGSRö.HRE Die Erfindung betrifft eine Gasentladungsröhre gemäß dem Oberbegriff des. Patentanspruchs 1. Insbesondere handelt es sich um eine verbesserte Helium-Resonanzlampe. Derartige Lampen werden üblicherweise als Quellen für ultraviolette Strahlung, beispielsweise in der Photoelektronen-Spektroskopie verwendet.
  • Ein Beispiel einer Helium-Resonanzlampe gemäß dem Stand der Technik ist in Figur 1 dargestellt. Die Lampe arbeitet.
  • derart, daß im wesentlichen reines Helium durch eine Entladungsröhre 11 gelangt, in welcher eine elektrische Entladung zwischen einem Paar getrennter Elektroden 13, 15 erzeugt wird. Die elektrische Entladung ionisiert die Helium-Atome, welche dann Strahlung bei der charakteristischen Wellenlänge von He I von 584.3 i ausenden.
  • Es ist auch möglich, die Heliumatome in der Entladungsröhre doppelt zu ionisieren, so daß sie Strahlung bei der charakteristischen Wellenlänge von He II bei 304 Å aussenden. Die sich ergebende Strahlung von He loder He II und das strömende Helium gelangen von der Entladungsröhre durch die Öffnung 16, in welchem Zeitpunkt. das Helium aus dem System durch öffnungen 17, 19, 21, 23 gelangt. Die Strahlung gelangt dann durch die Öffnung 25 und steht zur Verwendung bereit.
  • Um die elektrische Eingangs leistung für die Entladungsröhre in eine Strahlung von He I und He II wirksam umzuwandeln, muß das erregte Helium einen Reinheitsgrad von mehr als 99, 999 % aufweisen. Falls in dem Helium irgendwelche bedeutenden Verunreinigungen enthalten sind, wird der Entladungsstrom vorzugsweise die Verunreinigungsatome erregen und dadurch Leistung von der gewünschten Heliumlinie auf die Verunreinigungslinien ableiten. Nach dem Stand der Technik wird das in der Entladungsröhre verwendete, reine Helium typischerweise dadurch erhalten, daß Helium durch eine Heliumquelle 27 mit 99,999 % reinem Helium durch ein mehrstufiges Reinigungsverfahren gepumpt wird. Typischerweise werden drei Verfahrensstufen verwendet. Das Helium wird zunächst durch ein Zeolit-Sieb 29 bei der Temperatur von flüssigem Stickstoff gepumpt, wonach es durch heiße Späne aus Kupfer und Kupferoxid 31 strömt. Schließlich gelangt es durch Aktivkohle 33 bei der Temperatur von flüssigem Stickstoff. Dieses Verfahren ist aufwendig und erfordert eine komplizierte Reinigungseinrichtung ausserhalb der Entladungslampe. Auch ist es erforderlich, daß teueres Helium mit hohem Reinheitsgrad kontinuierlich dem System zugeführt wird, damit es die Endreinigungsstufen durchläuft, bevor es in der Entladungsröhre angeregt wird.
  • Der Erfindung liegt vor allem die Aufgabe zugrunde, eine Entladungslampe zu schaffen, in welcher keine externen Reinigungseinrichtungen erforderlich sind.
  • Ausgehend von einer Gasentladungsröhre der-eingangdgenannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine der Elektroden des Elektrodenpaares aus einem Gettermaterial hergestell; ist.
  • Vorzugsweise kann bei eine4rersiegelten Helium-Resonanzlampe die Kathodenelektrode aus einem Gettermaterial hergestellt werden. Die Lampe kann eine Glashülle aufweisen und die Elektrode wird mit einem höheren Potential betrieben als die Kathode, um eine Entladung der Röhre hervorzurufen. Wenn die Ionen in dem Entladungsstrom von der Anode auf die Kathode auftreffen, zerstäuben sie etwas Gettermaterial der Kathode auf die Innenseite der Glashülle, welche den Entladungsweg ausbildet. Frisches Gettermaterial, welches kontinuierlich den Wänden der Entladungsröhre zugeführt wird, entfernt jegliche Verunreinigungen, welche sich in dem Helium befinden können.
  • Da der gleiche elektrische Entladungsstrom,welcher zur Erregung des Heliums erforderlich ist, für die Zerstäubung des Gettermateriales verwendet wird, sind keine besonderen Elektroden, Leitungen, Röhrenaufbauten oder Netzgeräte erforderlich. Auch kann die Lampe mit einer billigen Heliumquelle betreiben werden, bei welcher der Reinheitsgrad des Heliums den üblichen Anforderungen beim Schweißen entspricht. Schließlich ist es vorteilhaft, daß keine langen Aufwärmungszeiten erforderlich sind; die Resonanz lampe nimmt einen stabilen Betrieb in dem Augenblick auf, in welchem sie eingeschaltet wird.
  • Im folgenden werden der Stand der Technik und ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen erläutert; es stellen dar: Fig. 1 eine Heliumentladungslampe mit einer externen Heliumreinigungs"einrichtung gemäß dem Stand der Technik; Fig. 2 eine Heliumentladungslampe mit einer aus einem Gettermaterial aufgebauten Kathode.
  • Gemäß Fig. 2 enthält eine versiegelte Heliumentladungslampe eine zylindrische Hülle 35, welche typischerweise aus Glas besteht. Ein dünnes luminium-fenster 36 ist typischerweise 1500 A dick und wird zur Abdichtung eines Endes der Hülle verwendet. Ein Metallstreifen 37 an der Innenseite der Hülle 35 dient als Anode, wobei diese elektrisch mit der Hochspannungsseite einer Spannungsquelle 39 verbunden ist. Auch ist innerhalb der Hülle 35 eine Kathode 41 angeordnet, welche aus einem Gettermaterial, beispielsweise Titan hergestellt ist. Andere Gettermaterialien, beispielsweise Tantal, Barium, Magnesium, Aluminium, Caesium, Strontium oder Uran können ebenfalls verwendet werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Getterkathode eine hohle, zylindrische Kathode, aber es können auch andere Anordnungen verwendet werden. Die Getterkathode 41 ist elektrisch mit der Widerspannungsseite der Spannungsquelle 39 verbunden.
  • Im Betrieb wird die Lampe-mit Helium gefüllt, welches den gewöhnlichen Reinheitsforderungen beim Schweißen entsprechen kann, und die Lampe wird dann abgedichtet.
  • Wenn die Spannungsquelle 39 aktiviert ist, wird zwischen der Anode 37 und der Getterkathode 41 eine Potentialdifferenz erzeugt. Zwischen den Elektroden findet eine elektrische Entladung entlang des durch das Helium hergestellten Ladungsweges statt. Wenn die positive bei der Entladung gebildeten Ionen auf die Getterkathode-auftreffen, zerstäuben sie etwas Gettermaterial der Kathode auf die Innenseite der Hülle 35. Das frischzerstäubte Gettermaterial sammelt kontinuierlich jegliche in dem Helium enthaltenen Verunreinigungen. Es sind Entladungslampen dieser Art mit einer hohlen zylindrischen Kathode betrieben worden, in denen die Verunreinigungen von gewöhnlichem zum Schweißen verwendeten Helium der Lampe zugeführt und bis zu einem Reinheitsgrad von 99,999 % in der Röhre entfernt worden sind.
  • Die gleiche:.Entladung, welche das Gettermaterial von der Kathode zerstäubt, erregt auch die Heliumatome oder Ionen in der Röhre. Das erregte Helium sendet Strahlung bei den charakteristischen Linien He I oder He II aus, welche durch das Aluminiumfenster 36 übertragen werden. Die übertragungscharakteristik des Fensters 36 zeigt einen scharfen Knick bei Wellenlängen, die größer als die Linie He I (584 i) sind, so daß jegliche Strahlung von den restlichen Verunreinigungen in der Röhre aus dem Strahl eliminiert wird, wenn dieser durch das Aluminiumfenster 36 gelangt.
  • Die gesamte Vorrichtung ist in einem in sich abgeschlossenen Gehäuse enthalten, und es wird eine Helium-Entladungslampe geschaffen, die ab dem Einschaltzeitpunkt betrieben werden kann und Helium mit dem zum Schweißen verwendeten Reinheitsgrad benutzt, um eine Strahlung aus He I oder He II mit hoher Qualität zu erzeugen, ohne eine externe Reinigungseinrichtung, Netzgeräte oder andere elektronischen Einrichtungen zu verwenden.

Claims (6)

PATENTANSP RÜCHE
1) Gasentladungsröhre mit einer ersten Einrichtung zur Ausbildung eines Entladungsweges in einem Gasentladungsmedium, einer Kathode und einer Elektrode, welche von einander zum Betrieb bei verschiedenen Potentialen getrennt sind und einen Entladungsstrom in dem Gasentladungsmedium hervorrufen und einer Spannungsquelle, welche eine Potentialdifferenz zwischen der Kathode und der Anode erzeugt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß eine (41) der Elektroden aus einem Gettermaterial hergestellt ist.
2) Gasentladungsröhre nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß die erste Einrichtung (35) das Gasentladungsmedium vollständig umgibt.
3) Gasentladungsröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gek e n n z ei c h ne t , daß die Kathode (41) aus einem Gettermaterial hergestellt ist.
4) Gasentladungsröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kathode (41) eine hohle zylindrische Kathode aufweist.
5) Gasentladungsröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gasentladungsmedium Helium aufweist.
6) Gasentladungsröhre nach einem der Ansprüch 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gettermaterial aus der Gruppe besteht, welche Titan, Tantal, Barium, Magnesium, Aluminium, Caesium, Strontium und Uran aufweist. L e e r s e i t e
DE19742401395 1973-01-26 1974-01-12 Gasentladungsroehre Pending DE2401395A1 (de)

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US32704473A 1973-01-26 1973-01-26

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DE (1) DE2401395A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014019645A1 (de) 2014-12-24 2016-06-30 Bernd Hillerich Photoionisationsdetektor mit stabilisierter UV-Quelle

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102014019645A1 (de) 2014-12-24 2016-06-30 Bernd Hillerich Photoionisationsdetektor mit stabilisierter UV-Quelle

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