DE3852813T2 - Infrarot-Strahlungsquelle und Verfahren zur Herstellung. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft abgeschlossene, unter Entladung von molekularem Gas arbeitende Quellen ohne innere Elektroden, die bei diskreten, nicht-kohärenten und spontanen Emissionsfrequenzen im infraroten (IR) Spektrum strahlen, und ein Verfahren zur Herstellung derartiger Strahlungsquellen.
• Abgeschlossene (das Gegenteil davon sind nicht abgeschlossene, bei kontinuierlicher Strömung arbeitende) IR-Strahlungsquellen, die unter Entladung eines molekularen Gases arbeiten, sind im Stand der Technik bekannt. Derartige Strahlungsquellen weisen jedoch aufgrund einer Dissoziation und/oder Erschöpfung des IR-Strahlung emittierenden Gases während des Betriebs im allgemeinen eine kurze Lebensdauer auf und sind aufgrund der nicht-strahlenden Relaxation der angeregten Moleküle schwach. Auch ist das Verhältnis der IR-Strahlungsabgabe zur zugeführten Energie bei diesen bekannten Strahlungsquellen niedrig. Um einige dieser Nachteile zu überwinden, wurden Lösungen vorgeschlagen, die ziemlich komplizierte Strukturen ein schließen, beispielsweise die Vorrichtung, die beschrieben ist in der Druckschrift US-A 3,984,727 (Robert A. Young), und die Vorrichtung, die beschrieben ist in der Druckschrift GB-A 1,591,709 (R.S. Webley).
• Aus der Druckschrift "Infrared Emission of CO&sub2;-N&sub2;- and CO&sub2;-N&sub2;-He Plasmas; T.K. McCubbin und Yu Hak Hahn: Journal of The Optical Society of America 57 (11)" ist auch eine Quelle für IR-Strahlung bekannt, die einen kontinuierlichen Strom einer IR-Strahlung emittierenden Gasmischung durch eine Kammer umfaßt, die durch Wandungen definiert ist, die wenigstens einen Teilbereich aufweisen, der für IR-Strahlung transparent ist.
• Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile der Vorrichtungen des Standes der Technik zu verbessern und IR-Strahlungsquellen mit einfacher Struktur bereitzustellen, die in der Lage sind, Spektrallinien in einem schmalen Bereich bei diskreten Frequenzen einer spontanen Emission zu emittieren, die charakteristisch sind für die Bande des molekularen Rotations-Vibrations-Übergangs einer oder mehrerer Gasspezies.
• Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, IR-Strahlungsquellen bereitzustellen, die kontinuierlich für wenigstens einige Monate arbeiten, und eine Energieabgabe bei ausgewahlten Frequenzen von wenigstens einigen Milliwatt und eine Energiewirksamkeit aufweisen, die derart ist, daß die spezielle IR-Abgabeenergie bei diesen Frequenzen in der Größenordnung von einigen Prozent oder sogar einigen 10 Prozent der Gesamtenergie liegt, die zum Betrieb dieser Strahlungsquellen benötigt wird.
• Gemäß der Erfindung wird bereitgestellt, eine IR-Strahlungsquelle, die ein Gehäuse umfaßt, das zwischen seinen Wandungen eine abgeschlossene, elektrodenlose Kammer definiert, wobei die Wandungen wenigstens einen Teilbereich aufweisen, der für IR-Strahlung transparent ist, wobei die IR-Strahlungsquelle dadurch gekennzeichnet ist, daß die abgeschlossene, elektrodenlose Kammer eine Gasmischung wenigstens eines molekularen, im IR-Strahlungsbereich aktiven Gases, wenigstens eines Puffergases und wenigstens eines Edelgases enthält, wobei die IR-Strahlungsquelle diskrete, ausschließlich nicht-kohärente, spontane Emissionsfrequenzen im IR-Spektrum emittiert, die charakteristisch für den Zerfall des wenigstens einen molekularen, im IR-Strahlungsbereich aktiven Gases von seinem Rotations-Vibrations-Zustand in seinen Grundzustand sind.
• Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung einer IR-Strahlungsquelle bereit, das die Schritte umfaßt, daß man
• (a) ein Gehäuse bereitstellt, das aus einem dielektrischen Material hergestellt ist und zwischen seinen Wandungen eine Kammer definiert:
• (b) die Kammer in einem Reinigungsmittel einweicht:
• (c) die Kammer sorgfältig mit destilliertem, entionisiertem Wasser spült:
• (d) die Kammer trocknet:
• (e) die Kammer bei einer Temperatur von etwa 200 bis 300 ºC ausheizt:
• (f) in die Kammer wenigstens ein Edelgas einläßt, eine Entladung in der Kammer für einen Zeitraum bewirkt und das Gas aus der Kammer abläßt:
• (g) die Kammer mit einer Gasmischung füllt, die wenigstens ein molekulares, im IR- Strahlungsbereich aktives Gas, wenigstens ein Puffergas und wenigstens ein Edelgas enthält:
• (h) eine Entladung für eine Zeitdauer in der Kammer, die die in Schritt (g) eingeführte Gasmischung enthält, bewirkt, die Gasmischung aus der Kammer ausleert und die Kammer mit einer frischen Gasmischung wie in Schritt (g) füllt; und
• (i) die Kammer hermetisch verschließt.
• Die Erfindung wird nun in Verbindung mit bestimmten bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die folgenden veranschaulichenden Figuren beschrieben, so daß sie noch vollständiger verstanden werden kann.
• Es wird nun speziell auf die Figuren im einzelnen Bezug genommen. Dabei ist zu betonen, daß die gezeigten Einzelheiten nur beispielhaft und zu Zwecken der veranschaulichenden Diskussion der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu verstehen sind und mit dem Zweck präsentiert werden, die Fakten bereitzustellen, von denen angenommen wird, daß sie die am meisten nützliche und am einfachsten zu verstehende Beschreibung der Prinzipien und konzeptionellen Aspekte der Erfindung sind. In dieser Hinsicht wird kein Versuch unternommen, strukturelle Einzelheiten der Erfindung in noch detaillierteren Einzelheiten zu zeigen, als dies für das fundamentale Verstandnis der Erfindung nötig ist, wobei die Beschreibung, zusammengenommen mit den Figuren, Fachleuten in diesem Bereich offenbar macht, wie einige Formen der Erfindung in der Praxis ausgeführt werden können.
• In den Figuren zeigen
• Figur 1 eine schematische Wiedergabe, teilweise im Querschnitt, einer IR-Strahlungsquelle gemäß der vorliegenden Erfindung;
• Figur 2 eine Grafik, die ein diskretes Emissionsspektrum einer IR-Strahlungsquelle zeigt;
• Figur 3 eine schematische Wiedergabe einer Ausführungsform einer IR-Strahlungsquelle gemaß der Erfindung; und
• Figur 4 eine schematische Wiedergabe einer zwei Kammern umfassenden IR- Strahlungsquelle.
• Es wird nun Bezug auf Figur 1 genommen. Darin wird eine IR-Strahlungsquelle 2 veranschaulicht, die aus einem Gehäuse 4 besteht, das zwischen seinen Wandungen eine abgeschlossene Kammer 6 definiert. Das Gehäuse 4 ist aus einem dielektrischen Material wie beispielsweise Pyrex , Glas oder Quarz hergestellt und weist wenigstens eine Wandung 8 auf, die für IR-Strahlung transparent ist. Diese Strahlung kann während des Betriebs aus der Kammer in Richtung der Pfeile A emittiert werden. Um Gasmoleküle, die in der Kammer 6 enthalten sind, anzuregen, kann das Gehäuse 4 jedoch an seiner Außenseite mit einem Paar Elektroden 10 und 12 ausgestattet sein, die über ein Kabel 14 mit einer RF- (Radiofrequenz-)Verstärkervorrichtung (driver) (nicht gezeigt) zur Versorgung der Quelle 2 mit Energie und zur Steuerung der Quelle 2 verbindbar sind.
• In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird der Innenraum des Gehäuses 4 mit einer Gasmischung gefüllt, die enthält:
• a) wenigstens ein molekulares, im IR-Strahlungsbereich aktives Gas, das in der Lage ist, IR-Strahlung einer bekannten diskreten Strahlenverteilung zu emittieren, wenn es in geeigneter Weise angeregt wird;
• b) wenigstens ein Puffergas, das einen relativ langlebigen Zustand angeregter Energieniveaus aufweist und in der Lage ist, die absorbierte Anregungsenergie zu speichern, um die Anregungsrate und Emissionsrate des IR-aktiven Gases durch einen V-V- (Vibrations-Vibrations-)Kollisionsprozess zu erhöhen: und
• c) wenigstens ein Edelgas zur Unterstützung der Initiierung der Entladung der Gasmischung und zur Erhöhung der Konzentration freier Elektronen in der Kammer.
• Experimente, die mit derartigen Mischungen durchgeführt wurden, haben gezeigt, daß bei dem Ziel, zu erreichen, daß eine IR-Strahlungsquelle eine längere Lebensdauer, eine erhöhte Emission und/oder eine geeignete Modulation der emittierten IR-Strahlung zeigt, mehrere miteinander in Verbindung stehende Parameter in Betracht gezogen werden sollten:
• i) die Mischung der oben beschriebenen drei Gastypen;
• ii) der Druck der Mischung innerhalb der Kammer; und
• iii) die Konfiguration der Kammer.
• Es werden nun diese miteinander in Verbindung stehenden Parameter betrachtet. Es kann festgestellt werden, daß während der natürlichen Zerfallszeit der angeregten, im IR- Strahlungsbereich aktiven Moleküle, z.B. in der Größenordnung von einigen Millisekunden, die Moleküle eine Neigung dazu haben, durch drei unterschiedliche Prozesse abgefangen (gequenched) zu werden, nämlich Quenchen durch die Wandung, Quenchen durch Kollision miteinander und Selbstquenchen. Der Prozess des Quenchens an der Wandung wird hervorgerufen durch die Diffusion angeregter Moleküle aus einem Ort in der Masse des gasförmigen Mediums zu den Wandungen des Gehäuses. Dort wird das Molekül schnell gequencht, und die Anregung geht verloren. Die mittlere Diffusionszeit für eine mittlere Größe einer Strahlungsquellen die bei Gasdrücken arbeitet, die niedriger sind als die optimalen Drücke für hohe Leistungsabgabe ist einige Male schneller als die Strahlungs- Lebensdauer. Dies führt offensichtlich zu einer erheblichen Verringerung der IR- Strahlungsintensität der Umwandlungswirksamkeit der Entladungsenergie, verglichen mit der entsprechenden Situation in atomaren Quellen im sichtbaren oder UV-Bereich des Spektrums.
• Das Quenchen aufgrund von Kollisionen tritt auf zwischen den im IR-Strahlungsbereich aktiven Molekülen und anderen Bestandteilen der Mischung, einschließlich Verunreinigungen. Vorzeitiges Quenchen der angeregten Zustände durch Kollision angeregter Moleküle mit anderen Atomen oder Molekülen, die in der Gasmischung zugegen sind, führt zu einer Senkung der Intensität der IR-Strahlungsemission und der Effizienz der IR-Strahlungsquelle.
• Die Natur eines speziellen Abfangmittels (Quenching-Mittels) hängt ab von dem spezifischen emittierenden Molekül und von dem angeregten Zustand. Beispielsweise ist die 4,27- Emission des (001)-Zustands zum (000)-Zustand eines CO&sub2;-Moleküls besonders empfänglich für ein Quenchen durch Kollision mit Wasser oder Wasserstoffmolekülen.
• Letztendlich werden Moleküle im angeregten Zustand, die charakteristische IR-Strahlung emittieren, oft durch Kollision mit nicht angeregten Molekülen derselben Spezies gequencht. Dieser Vorgang wird "Selbstquenchen" genannt, und er begrenzt drastisch den Gesamtdruck der aktiven Spezies, der in der IR-Strahlung emiuierenden Strahlungsquelle zulässig ist. Daraus folgt, daß die im IR-Strahlungsbereich aktive Molekülspezies in der Strahlungsquelle sowie atomare oder molekulare Pufferspezies bei streng gebundenen Drücken gehalten werden sollten, die vorbestimmte Werte nicht übersteigen. Da eine Diffusion zu den Wandungen des Gehäuses schneller bei vermindertem Druck erfolgt, sind Wandungsquenchen und Quenchen durch Kollision voneinander abhängig. Daher können nur Strahlungsquellen mit relativ großer Größe hohe Emissionsintensitäten bei beträchtlicher Effizienz der Energieumwandlung aufrechterhalten.
• Beispiele von IR-Strahlungsquellen, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gebaut und betrieben werden, sind die folgenden: Beispiel Nr. Gasmischung relative Drücke
• Der Gesamtdruck in der Kammer kann von 1,33 10² Pa bis 133 10² Pa (1 bis 100 Torr) schwanken.
• Figur 2 veranschaulicht die Emissionsintensität einer IR-Strahlungsquelle, die CO&sub2;, N&sub2;, Xe und He umfaßt, die relative Partialdrücke von 1,2,3,3 und ein Gesamtdruck im Bereich von 8,0 10² Pa bis 3,3 10³ Pa (6 bis 25 Torr) aufweisen. Die Quelle wurde angeregt mit einem Radiofrequenz-(RF)-Oszillator, der in einem Frequenzbereich von 4 bis 7 MHz bei einer mittleren Ausgangsleistung von Hunderten von Milliwatt arbeitete. Die Energieabgabe von der Strahlungsquelle liegt in der Größenordnung von mehreren zehn Milliwatt.
• Es wird nun auf die Figuren 3 und 4 Bezug genommen. Unter Bezugnahme auf den Aspekt der Konfiguration der IR-Strahlungsquellen ist festzustellen, daß dieser Begriff, wie er in der vorliegenden Beschreibung verwendet wird, so verstanden wird, daß er beides einschließt, nämlich die Gesamtgröße und -form eines Gehäuses, das eine Kammer 6 definiert, die die Mischung des Gases enthält.
• In einer Gasmischung von Beispiel Nr. 2 beträgt beispielsweise die Lebensdauer im (001)- Vibrationszustand eines Kohlendioxid-(CO&sub2;)-Moleküls, der die 4,27 u-Emission erzeugt, etwa 5 Millisekunden. Daraus folgt, daß zur Maximierung der IR-Ausstoßleistung die Dimensionen der Kammer im Bereich der Entladung und die gesamte Gasmischung und die Partialdrücke so gewählt werden sollten, daß die Möglichkeit vermieden wird, daß eine Diffusion zur Wandung viel weniger Zeit in Anspruch nehmen könnte als diese Zeit, und daß die verschiedenen Kollisions-Relaxations-Schritte mit einer höheren Geschwindigkeit als 1/5 Millisekunden = 200 s&supmin;¹ eintreten. Wenn es jedoch erwünscht ist, schnellere Modulationsraten der emittierten IR-Strahlung zu erhalten, sollte die Größe der Kammer klein genug sein, so daß die Diffusion der Moleküle zu den Wandungen der Kammer weniger Zeit in Anspruch nimmt als die Zerfallszeit des Moleküls. Für das CO&sub2;-Molekül beträgt die Zerfallszeit etwa 5 Millisekunden: die Zerfallszeit für CO (siehe Beispiel Nr. 4) beträgt etwa 30 Millisekunden.
• Wie in Figur 3 zu sehen ist, ist das Gehäuse 4 aus zwei Bereichen aufgebaut, nämlich einem ersten Bereich mit einem größeren Durchmesser D (etwa 40 mm) und einer Länge L (etwa 50 mm), der das Reservoir genannt wird, und einem zweiten Bereich mit einem geringeren Durchmesser d (etwa 15 mm) und einer Länge 1 (etwa 30 mm), genannt der Entladungsbereich oder die Entladungszone. Die beiden Elektroden 10 und 12 werden mit der Entladungszone gekoppelt. Bei Anregung tritt die gewünschte Gasemission aus der Kammer in Richtung des Pfeils A aus. Wie ersichtlich ist, wird also das größere Volumen der Kammer 6 als Reservoir zur konstanten Nachlieferung von Gas in die Entladungszone mit der selben Mischung von Gasmolekülen benutzt. Dieser Typ der Konfiguration der Strahlungsquelle erhöht die Lebensdauer und Stabilität der Ausstoßleistung einer Strahlungsquelle.
• Experimente, die mit einer IR-Strahlungsquelle mit einer Konfiguration gemaß Figur 3, die mit einer Gasmischung gemäß dem obigen Beispiel 2 gefüllt war, durchgeführt wurden, haben gezeigt, daß eine Zeit der Lebensdauer erreicht werden kann, die über 10.000 Stunden eines kontinuierlichen Betriebs übersteigt. Experimente, die mit einer Strahlungsquelle durchgeführt wurden, die eine Gasmischung gemaß Beispiel 4 enthielt, führten zu einem kontinuierlichen Betrieb über eine Zeit, die 5.000 Stunden überschritt.
• Weitere Ergebnisse von Experimenten, die durchgeführt wurden, sind in den folgenden Tabellen zusammengefaßt: Tabelle I Abhängigkeit der IR-Strahlungszerfallszeit vom Druck Konfiguration der Strahlungsquelle gemäß Figur 1; D = 15 mm: Gasmischung von Beispiel 3 Gesamtdruck in der Kammer Zerfallszeit (ms) Vergleichs-IR-Strahlungsausstoß Tabelle II Abhängigkeit der IR-Strahlungszerfallszeit von der Gasmischung Konfiguration der Strahlungsqueile gemaß Figur 1; D = 15 mm; Gesamtdruck: 13,3 10² Pa (10 Torr) Gasmischung Zerfallszeit (ms) Vergleichs-IR-Strahlungsaustoß Tabelle III Abhängigkeit der IR-Strahlungszerfallszeit von der Konfiguration der Gaskammer Gasmischung von Beispiel Nr. 3: Gesamtdruck: 13,3 10² Pa (10 Torr) Durchmesser der Gaskammer (mm) Zerfallszeit (ms) Vergleichs-IR-Strahlungsausstoß
• Es wird nun auf Figur 4 Bezug genommen. Darin ist eine modifizierte Strahlungsquelle 2 veranschaulicht, die zwei Kammern 14 und 16 aufweist. In die Kammer 14 wird eine Gasmischung gemäß der Erfindung eingelassen, die ein bestimmtes aktives Gas aufweist, z.B. CO&sub2;. In der Kammer 16 ist jedoch eine Gasmischung mit einem weiteren aktiven Gas, z.B. N&sub2;O oder irgendein anderes Molekül, das eine Dissoziationstendenz ähnlich N&sub2;O aufweist, eingeschlossen. Wenn in der Kammer 14 eine Entladung stattfindet, tritt Strahlung in Richtung A aus dem Molekül des bestimmten aktiven Gases in die Kammer 16 mit dem weiteren aktiven Gas ein. In der zweiten Kammer 16 absorbiert das erste aktive Molekül die charakteristische Strahlung, die von der Kammer 14 stammt, durch einen Kollisions-V-V- Prozess, was das zweite aktive Molekül in seinen Vibrationszustand anregt. Folglich wird eine Strahlung des zweiten aktiven Gases in Richtung B aus der Kammer 16 emittiert, ohne daß in dieser eine Gasentladung induziert wird.
• Wie vorstehend beschrieben wurde, ist ein essentielles Merkmal der vorliegenden Erfindung die IR-Strahlungsquelle mit Selbststeuerung und einer über eine lange Lebensdauer erfolgenden kontinuierlichen Emission. Dies wird unter anderem erreicht, indem man soweit wie möglich verschiedene Abfangprozesse (Quenchingprozesse) und andere Gründe vermeidet, die das im IR-Strahlungsbereich aktive Gas in der Mischung erschöpfen. In diesem Bemühen wird vorgeschlagen, das Innere des Gehäuses 4 vor dem Einlassen der Gasmischung in das Gehäuse wie folgt vorzubehandeln:
• a) Einweichen der Gaskammer 6 in Chemikalien, beispielsweise Einweichen über Nacht in 30 %-iger Salpetersäure in Wasser oder Schwefelsäure + 1 % Natriumpersulfat oder Chromschwefelsäure oder anderen ähnlichen Reinigungsmitteln wie beispielsweise Alconox , Micro oder Nochromix ;
• b) sorgfältiges Spülen mit doppelt destilliertem, entionisiertem Wasser,
• c) Trocknen der Kammer, z.B. mit Ethanol;
• d) Ausheizen bei 280 ºC in einem Vakuumofen;
• e) Einlassen eines Edelgases; z.B. Xe, in die Kammer, Bewirken einer Entladung in der Kammer für einen kurzen Zeitraum und Ausleeren des Gases; und
• f) Einlassen einer Gasmischung in die Kammer, die im wesentlichen gleich ist der Gasmischung, die in der Kammer verwendet wird, Bewirken einer Entladung für einen kurzen Zeitraum, z.B. einige Minuten, und Ausleeren des Gases.
• Nachdem die Kammer ausgeheizt und evakuiert wurde und nachdem Entladungen mit Gasen der verwendeten Endgasmischung bewirkt wurden, werden die ausgewahlten Gase, wie sie vorstehend beschrieben wurden, in die Kammer bei den berechneten Verhältnissen und Drücken eingelassen und die Kammer wird dann hermetisch verschlossen.
• Gegebenenfalls können die Materialien des Gehäuses, die normalerweise eine hohe Relaxationstendenz gegenüber Molekülen aufweisen, die im IR-Strahlungsbereich aktiv sind, mit Substanzen überzogen sein, die diese Tendenz reduzieren, beispielsweise Bariumfluorid oder Saphir.
• Alternativ dazu wird vorgeschlagen, das Wandungsmaterial des Gehäuses mit einer radioaktiven Substanz herzustellen, das bei Abstrahlen in die Kammer einer Vorkonditionierung der Gasmischung innerhalb des Gehäuses für einen leichten Start der Entladung (Zündung) Unterstützung bietet. Dieselbe Wirkung kann erreicht werden, indem man Spuren eines radioaktiven Gases wie beispielsweise &sup8;&sup5;Kr zusetzt.
• Es wird auch mit dem Ziel, eine bevorzugte Konzentration an im IR-Bereich aktiven Gasmolekülen aufrechtzuerhalten, in einigen Fällen vorgeschlagen, der Mischung Gasmoleküle zuzusetzen, die die Konzentration der im IR-Bereich aktiven Gasmoleküle auf einem bestimmten Konzentrationsniveau halten. Eine solche Zugabe kann bewirkt werden beispielsweise durch H&sub2;-Moleküle, wenn die im IR-Bereich aktiven Moleküle CH&sub4;-Moleküle sind.
• Zwar wurden in der obigen Beschreibung begrenzte Beispiele von im IR-Strahlungsbereich aktiven Molekülen angegeben, Experimente haben jedoch gezeigt, daß viele andere im IR-Strahlungsbereich aktive Moleküle ebenfalls sehr nützlich sind. Von diesen sollten die folgenden Gasmoleküle genannt werden, die auch seltene Isotope einschließen:

Claims (14)

1. IR-Strahlungsquelle, welche umfaßt: ein Gehäuse (4), das zwischen seinen Wandungen eine abgeschlossene, elektrodenlose Kammer (6; 14, 16) definiert, wobei die Wandungen wenigstens einen Teilbereich aufweisen, der für IR-Strahlung transparent ist, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeschlossene, elektrodenlose Kammer (6; 14, 16) eine Gasmischung aus wenigstens einem molekularen, im IR-Strahlungsbereich aktiven Gas, wenigstens einem Puffergas und wenigstens einem Edelgas enthält, wobei die IR- Strahlungsquelle diskrete, ausschließlich nicht-kohärente, spontane Emissionsfrequenzen im IR-Spektrum emittiert, die charakteristisch für den Zerfall wenigstens eines molekularen, im IR-Strahlungsbereich aktiven Gases von seinem Rotations-Vibrations-Zustand zu seinem Grundzustand sind.

2. Strahlungsquelle nach Anspruch 1, worin das im IR-Strahlungsbereich aktive Gas CO&sub2; oder CO ist.

3. Strahlungsquelle nach Anspruch 1, worin das im IR-Strahlungsbereich aktive Gasmolekül wenigstens ein seltenes Isotop enthält.

4. Strahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das Puffergas N&sub2;, CO oder eine Mischung daraus ist.

5. Strahlungsquelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin das Edelgas He oder Xe ist.

6. Strahlungsquelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin die Gasmischung innerhalb eines gegebenen Volumens und einer gegebenen Konfiguration der Kammer (6; 14, 16) einen Gesamtdruck liefert, bei dem die mittlere Zeit des zufälligen Vorrückens von Gaspartikelchen auf eine Wandung der Kammer etwa 5 Millisekunden übersteigt, um die Strahlungsausstoß-Leistung zu maximieren.

7. Strahlungsquelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin für ein gegebenes Volumen und eine gegebene Konfiguration der Kammer (6; 14, 16) der Partialdruck der abfangenden (quenchenden) Gasteilchen innerhalb der Kammer (6; 14, 16) derart ist, daß die durch Kollision bedingte Abfangrate (Quenchingrate) der Gasteilchen nicht etwa 200 s&supmin;¹ übersteigt, um die Strahlungsausstoß-Leistung zu maximieren.

8. Strahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin die Gasmischung innerhalb eines gegebenen Volumens und einer gegebenen Konfiguration der Kammer (6; 14, 16) einen Gesamtdruck liefert, bei der die mittlere Zeit des zufälligen Vorrückens von Gasteilchen auf eine Wandung der Kammer (6; 14, 16) geringer ist als etwa 5 Millisekunden, um eine schnellere Strahlungsmodulationsrate zu erhalten.

9. Strahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin für ein gegebenes Volumen und eine gegebene Konfiguration der Kammer (6; 14,16) der Partialdruck der abfangenden (quenchenden) Gasteilchen innerhalb der Kammer (6; 14, 16) derart ist, daß die Kollisions- Abfangrate der Gasteilchen etwa 200 s&supmin;¹ übersteigt, um eine schnellere Strahlungsausstoß- Modulationsrate zu erhalten.

10. Strahlungsquelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin das Gehäuse (4) mit zwei Teilabschnitten (Figur 3) versehen ist, von denen ein erster größerer Teilabschnitt ein Reservoir definiert, und ein zweiter Teilabschnitt kleinerer Größe eine Entladungszone definiert.

11. Strahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, worin das Gehäuse (4) durch eine Unterteilung in zwei Kammern (14, 16) geteilt ist, wobei die Unterteilung für IR-Strahlung transparent ist.

12. Strahlungsquelle nach Anspruch 11, worin eine erste (14) der beiden Kammern mit der Gasmischung gefüllt ist und die zweite Kammer (16) mit der Gasmischung und einem weiteren aktiven Gasmolekül mit einer Tendenz zur Dissoziation gefüllt ist.

13. Strahlungsquelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin die Wandungen der Kammer (6; 14, 16) mit einem Material überzogen sind, das die Tendenz einer Relaxation kollidierender angeregter, im IR-Strahlungsbereich aktiver Moleküle verringert.

14. Verfahren zur Herstellung einer IR-Strahlungsquelle, das die Schritte umfaßt, daß man

a) ein Gehäuse (4) bereitstellt, das aus einem dielektrischen Material hergestellt ist und zwischen seinen Wandungen eine Kammer (6; 14, 16) definiert;

b) die Kammer (6; 14, 16) in einem Reinigungsmittel einweicht;

c) die Kammer (6; 14, 16) sorgfältig mit destilliertem, entionisiertem Wasser spült;

d) die Kammer (6; 14, 16) trocknet;

e) die Kammer (6; 14, 16) bei einer Temperatur von etwa 200 bis 300 ºC ausheizt;

f) in die Kammer (6; 14, 16) wenigstens ein Edelgas einlaßt, eine Entladung in der Kammer (6; 14, 16) für einen Zeitraum bewirkt und das Gas aus der Kammer (6; 14,16) ausleert;

g) die Kammer (6; 14, 16) mit einer Gasmischung befüllt, die wenigstens ein molekulares, im IR-Strahlungsbereich aktives Gas, wenigstens ein Puffergas und wenigstens ein Edelgas enthält;

h) eine Entladung für eine Zeitdauer in der Kammer (6; 14, 16), die die in Schritt (g) eingelassene Gasmischung enthält, bewirkt, die Gasmischung aus der Kammer (6; 14, 16) abläßt und die Kammer (6; 14, 16) mit einer frischen Gasmischung wie in Schritt (g) befüllt; und

i) die Kammer (6; 14, 16) hermetisch abschließt.