DE4302465C1 - Vorrichtung zum Erzeugen einer dielektrisch behinderten Entladung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeu­ gung einer dielektrisch behinderten Entladung, mit einem gasge­ füllten Entladungsraum zwischen zwei zündspannungsbeaufschlag­ baren Elektroden, von denen zumindest eine mit einem Dielektri­ kum vom Entladungsraum getrennt ist.

Dielektrisch behinderte Entladungen treten während des Spannungsanstiegs in der Form stiller Entladungen auf, wenn die Zündspannung bzw. die Zündfeldstärke im Entladungsraum über­ schritten wird. Je nach Druckbereich und Gaszusammensetzung bildet sich ein homogenes Plasma aus, oder es entstehen kleine dünne Entladungskanäle. Diese sogenannten Filamente existieren jeweils nur für wenige Nanosekunden unter der Voraussetzung, daß zumindest eine Elektrode vom Entladungsraum durch eine di­ elektrische Barriere getrennt ist.

Der Einsatz stiller Entladungen in der Technik erfolgt beispielsweise bei der Ozonerzeugung. Hohe Elektronendichten in den Filamenten machen stille Entladungen geeignet zur Stimula­ tion chemischer Reaktionen. Zu den bekannten Anwendungen zählt z. B. das Cracken von Abgasen und die Zerstörung von Luftschad­ stoffen.

Des weiteren ist es bekannt, dielektrisch behinderte Ent­ ladungen im homogenen oder filamentären Betriebsmode für UV- Hochleistungsstrahler einzusetzen. Es läßt sich ultraviolette Strahlung im Bereich von 100 bis 350 nm erzeugen. Die UV-Strah­ lung kann direkt genutzt werden oder mit Hilfe von Leuchtstof­ fen in sichtbares Licht verwandelt werden.

Aus der EP 0 254 111 A1 ist ein UV-Hochleistungsstrahler bekannt, der die eingangs genannten Merkmale aufweist. Er ist so ausgebildet, daß sowohl das Dielektrikum als auch die mit diesem vom gasgefüllten Entladungsraum getrennte Elektrode für die durch die stille elektrische Ladung im gasgefüllten Entla­ dungsraum erzeugte Strahlung durchlässig sind. Die Elektrode ist beispielsweise eine dünne metallische Schicht, die für die Nutzstrahlung des Entladungsraums transparent ist. Die Elektro­ de kann auch als Drahtnetz ausgebildet sein, deren Maschen ei­ nen Durchtritt der Nutzstrahlung erlaubt. Ferner ist es auch bekannt, die Elektrode als Elektrolyt auszubilden, der an das Dielektrikum angrenzt. Alle vorerwähnten Vorrichtungen haben den Nachteil, mit ihren Elektroden den Lichtdurchtritt zu be­ hindern. Transparente oder elektrolytische Elektroden haben im UV-Bereich in der Regel eine nicht vernachlässigbare breitban­ dige Absorption. Netzelektroden oder dergleichen schatten einen erheblichen Anteil der Strahlung ab. Es können bei Netzelektro­ den oder abschnittsweise ausgebildeten Metallelektroden Korona­ erscheinungen auftreten. Eine Kühlung derartiger Elektroden ist kaum möglich. Bei allen bekannten Elektroden ergibt sich ein vergleichsweise großer Abstand der Filamente.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ei­ ne Vorrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen so zu ver­ bessern, daß sich eine dichtere Verteilung der Filamente oder eine Homogenisierung der Entladung im gasgefüllten Entladungs­ raum ergibt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mindestens eine Elektrode ein spannungsangeregtes Plasma in einem Gas ist, des­ sen Druck niedriger ist, als der Gasdruck im Entladungsraum.

Für die Erfindung ist von Bedeutung, daß mindestens eine Elektrode ein spannungsangeregtes Plasma eines Gases ist. Gas­ art und Gasdruck sind so zu wählen, daß das Elektrodenplasma über die gesamte Fläche der Entladung homogen ist und eine ver­ gleichsweise geringe Leistungsaufnahme besitzt. Der Gasdruck der Elektrode ist in der Regel wesentlich niedriger, als der Gasdruck im Entladungsraum. Bei entsprechender Abstimmung des Aufbaus der Vorrichtung und der Zündspannung für die Plasmabil­ dung wird erreicht, daß die zur Verfügung stehende elektrische Leistung vor allem im gasgefüllten Entladungsraum zur Erzeugung der gewünschten dielektrisch behinderten Entladung bzw. Nutz­ strahlung eingesetzt wird. Je nach Druckbereich und Gasart er­ gibt sich eine homogene diffuse Entladung oder es ergeben sich einzelne Filamente, die vergleichsweise homogen verteilt sind. Es wurden deutlich enger und dichter liegende Filamente beob­ achtet als bei einer bekannten Elektrodenausbildung. Die Fuß­ punkte der Filamente hatten einen deutlich kleineren Durchmes­ ser. Als Ursachen für die Homogenisierung werden der Einfluß der Randschichtkapazität des Niederdruckplasmas und die ver­ gleichsweise höheren Zeitkonstanten für die Elektronen- und Ionendrift im Plasma angesehen. Beide ermöglichen im Elektro­ denplasma eine vergleichsweise homogene Ladungsträgervertei­ lung, die sich dementsprechend in einer Homogenisierung der diffusen Entladung bzw. in einer Homogenisierung der Verteilung der Filamente über die Entladungsfläche im Gasentladungsraum auswirkt. Dichter liegende Filamente, also mehr Filamente, be­ deuten aber auch eine verbesserte Leistungseinkopplung in die stille Entladung.

Der Druck des Elektrodenplasma bildenden Gases sollte um mindestens etwa zwei Potenzen niedriger sein, als der Gasdruck im Entladungsraum. Wird also die Hauptentladung des Entladungs­ raums eines UV-Strahlers bei einem Druck der Größenordnung von einem bar betrieben, so liegt der Druck des Elektroden­ plasma bildenden Gases wesentlich darunter, z. B. unter einem Millibar.

Um einen Lichtaustritt durch die Elektrode zu ermöglichen, ist die Vorrichtung derart ausgestaltet, daß der Entladungsraum mit einem Licht emittierenden Gas oder Gasgemisch gefüllt ist, und daß das Elektrodenplasma bildende Gas in einem den Licht­ austritt aus dem Entladungsraum gestattenden transparenten Elektrodengehäuse untergebracht ist. Kommt es also beispiels­ weise auf die Emission sichtbaren Lichts an, so besteht das Elektrodengehäuse aus Glas, dessen Absorption für sichtbares Licht sehr gering ist.

Vorteilhafterweise ist die Vorrichtung für den Strahlungs­ austritt so ausgebildet, daß das Elektrodenplasma bildende Gas im Wellenlängenbereich der Emission des Gases oder Gasgemisches des Entladungsraums keine Absorptionslinien aufweist. Es wird dadurch erreicht, daß nicht nur im Elektrodengehäuse, sondern auch im Elektrodenplasma bildenden Gas keine Absorption der aus dem Entladungsraum herrührenden Strahlung erfolgt, wenn diese das Elektrodenplasma bildende Gas durchläuft. Das Elektroden­ plasma bildende Gas ist für die Nutzstrahlung des Entladungs­ raums transparent. Das läßt sich ohne weiteres erreichen, wenn der Entladungsraum mit einem Edelgas oder mit einem Excimergas­ gemisch gefüllt ist. Edelgase bzw. Excimergasgemische sind hin­ sichtlich ihrer Spektren bekannt, so daß in einfacher Weise Gaskombinationen mit gesicherten Ergebnissen für die Vorrich­ tungen zusammengestellt werden können.

Ein besonderer Einfluß auf die Strahlung des Entladungs­ raums wird dadurch genommen, daß das Elektrodenplasma bildende Gas eine Absorption für andere Emissionslinien oder für den Ne­ benbandenbereich der genutzten Emission des Entladungsraums aufweist. Das Elektrodenplasma bildende Gas filtert unerwünsch­ te Wellenlängenanteile z. B. aus der aus dem Entladungsraum emittierten Strahlung heraus, um diese an vorbestimmte Einsatz­ zwecke anzupassen.

Darüber hinaus kann die Vorrichtung so ausgebildet werden, daß das Elektrodenplasma bildende Gas mit der Strahlung des Entladungsraums wellenlängenselektiv gepumpt ist. Es werden al­ so Anteile der erzeugten Strahlung des Entladungsraums genutzt, um das Elektrodenplasma bildende Gas anzuregen, so daß auf diese Weise die Strahlung in einen anderen Wellenlängenbereich konvertiert wird.

Ein besonderer Vorteil kann darin gesehen werden, daß das Gas des Entladungsraums und/oder das Elektrodenplasma bildende Gas durch Gasumwälzung kühlbar ist bzw. sind. Bei Hochlei­ stungslasern ist es bekannt, das Gas des Entladungsraums umzu­ wälzen und zu kühlen. Darüber hinaus kann hier aber auch zu­ sätzlich das Elektrodenplasma bildende Gas umgewälzt und ge­ kühlt werden, oder es wird gar auf die Umwälzung und Kühlung des Gases des Entladungsraums verzichtet. Es ergeben sich sehr vorteilhafte Einflußmöglichkeiten auf die kühlungsmäßige Ausge­ staltung der Vorrichtung, wobei speziell bei UV-Strahlern die Temperatur der Außenwand niedrig gehalten werden kann.

Von Nutzen ist es ferner, daß das Elektrodenplasma bilden­ de Gas mit einem Schaltgenerator zündspannungsbeaufschlagbar ist. Ein solcher Schaltgenerator ist z. B. in der DE 41 12 161 A1 beschrieben. Mit Hilfe des Schaltgenerators kann die Form der Zündspannung beeinflußt werden. Infolgedessen ist es möglich, den Zündvorgang zu beeinflussen, der z. B. je nach Ausgestaltung der Elektroden und/oder von der Geschwindigkeit des Spannungs­ anstiegs zu beeinflussen ist.

Das Elektrodenplasma bildende Gas muß an den Entladungs­ raum für die Hauptentladung angegrenzt werden. Das kann in ein­ facher Weise dadurch erreicht werden, daß das Dielektrikum eine Gehäusewand des das Elektrodenplasma bildende Gas enthaltenden Elektrodengehäuses zwischen der Plasmaelektrode und dem gasge­ füllten Entladungsraum ist. Dadurch wird nicht nur der bauliche Aufwand minimiert, sondern es wird auch erreicht, daß die Ab­ sorption der Nutzstrahlung des Entladungsraums so gering wie möglich ist.

Es kann vorteilhaft sein, daß das mit Gas niedrigen Drucks gefüllte Elektrodengehäuse eine Stützstruktur aufweist. Das gilt insbesondere für großflächige Elektrodenausgestaltungen bzw. für große Druckunterschiede zwischen den beiden benachbar­ ten Gasräumen, damit die erforderlichen Querschnitte des Elek­ trodengehäuses gewahrt bleiben, so daß die Niederdruck-Gasent­ ladung bzw. die Ladungsträgerverteilung innerhalb des Elektro­ dengehäuses gewährleistet bleibt.

Wenn der gasgefüllte Entladungsraum mit einem Lasergas oder -gasgemisch gefüllt und von einem Rohr gebildet ist, dem die Strahlung des Entladungsraums axial entnehmbar ist, so er­ gibt sich ein Gaslaser mit dielektrischer Anregung. Bei Einsatz einer einzigen Plasmaelektrode kann die Gegenelektrode herkömm­ licher Struktur sein, auch mehrteilig. Die Vorrichtung wird weitergebildet, indem an das Rohr des Entladungsraums zwei ein­ ander gegenüberliegende achsparallele Plasmaelektroden unmit­ telbar angrenzen. Verwendet man also zwei einander gegenüber­ liegende achsparallele Plasmaelektroden, so erhält man einen transversal angeregten Gaslaser. Es ergibt sich eine homogeni­ sierende Wirkung bei Störungen der Entladung, was zu einer ent­ sprechend homogenen Ausgestaltung der Laserentladung führt, so daß eine gute Modenstruktur entwickelt werden kann. Das ist insbesondere bei hohen Leistungsdichten sehr wichtig. Die Vor­ richtung kann infolgedessen vorteilhafterweise für die Ausbil­ dung hochfrequenter Gaslaser eingesetzt werden, bei denen die Spannung dielektrisch, z. B. durch die Wand eines Glasrohres, mit Hilfe der Plasmaelektroden eingekoppelt wird. Das Glasrohr bildet das Dielektrikum dieser Vorrichtung.

Eine baulich einfache Ausgestaltung einer Vorrichtung er­ gibt sich dadurch, daß ein planares Elektrodengehäuse zwischen zwei einander parallelen Gehäusewänden eine den Elektrodengas­ raum seitlich abschließende Metallelektrode oder dielektrisch beschichtete Elektrode aufweist. Die Fläche der Metallelektrode kann erheblich kleiner sein, als die nutzbare Fläche der Plas­ maelektrode. Darüber hinaus kann die Metallelektrode dielek­ trisch beschichtet sein oder sogar außerhalb des dielektrischen Elektrodengefäßes liegen.

Um von planaren Elektrodengehäusen abweichende Strukturen auszubilden, ist es vorteilhaft, wenn ein zylindrisches oder teilzylindrisches Elektrodengehäuse zwischen zwei koaxialen Ge­ häusewänden eine ringförmige oder teilringförmige Metallelek­ trode oder dielektrisch beschichtete Elektrode aufweist. Es er­ geben sich konzentrische Strukturen, die in sich stabil sind und den Anforderungen an eine homogene Ausbildung des Elektro­ denplasmas bzw. der Hauptentladung im Entladungsraum besonders gut genügen.

Um auch Strukturen ausbilden zu können, die weder ein pla­ nares Elektrodengehäuse noch ein zylindrisches oder teilzylin­ drisches Elektrodengehäuse aufweisen, wird die Vorrichtung so ausgebildet, daß mehrere radial abstrahlende Strahler in einer Ebene parallel zueinander angeordnet und auf einer Seite ihrer Anordnungsebene reflektierend abdeckbar sind. Hierdurch ergeben sich großflächig lichtabstrahlende Vorrichtungen, wie sie für die unterschiedlichsten industriellen Zwecke benötigt werden, beispielsweise für Beleuchtungszwecke.

Von besonderem Vorteil ist die Verwendung der vorbeschrie­ benen Vorrichtungen zur Induzierung chemischer Reaktionen. Die an solchen Reaktionen zu beteiligenden Stoffe werden nicht di­ rekt den Entladungen ausgesetzt, sondern es wird die Strahlung der stillen Entladung benutzt, um chemische Reaktionen zu indu­ zieren. Es ist infolgedessen möglich, durch die Vorbestimmung der Strahlung den chemischen Prozeß außerhalb des der Erzeugung der Hauptentladung dienenden Entladungsraums in anderen Räumen durchzuführen, wo die Strahlung auf Flüssigkeiten und/oder Festkörper bzw. auf beliebige Oberflächen einwirken kann.

Die Verwendung einer vorbeschriebenen Vorrichtung ist sehr vorteilhaft zur Anregung von Farbstofflasern. Das Leuchten stiller Entladungen ist sehr schmalbandig, so daß sich bei ei­ ner guten Abstimmung der Wellenlänge der stillen Entladungen auf den Farbstoff der Farbstofflaser eine optimale Ausnutzung der durch die stillen Entladungen abgestrahlten Energie zur La­ seranregung ergibt.

Letztlich ist der Einsatz der vorbeschriebenen Vorrichtun­ gen auch vorteilhaft zur Homogenisierung von Mittel- und Hoch­ druckplasmen in Lasern und bei plasmaunterstützter Stoffab­ scheidung aus der Gasphase. Die Homogenisierung von Mittel- und Hochdruckplasmen in Lasern bedeutet eine Beeinflussung der La­ serentladung auch noch bei hohen Leistungsdichten. Hier wirkt sich das Elektrodenplasma besonders förderlich für die Homoge­ nisierung der Hauptentladung aus. Auch bei plasmaunterstützter Stoffabscheidung aus der Gasphase, der sogenannten Plasma-CVD, sind großflächige homogene Entladungen erforderlich. Durch die vorbeschriebenen Vorrichtungen werden Plasmainstabilitäten auch bei höherem Arbeitsdruck im gasgefüllten Entladungsraum vermie­ den, so daß dementsprechend höhere Aufwachsraten bei der Stoff­ abscheidung möglich sind.

Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestell­ ten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer planar aufgebau­ ten Vorrichtung zur Erzeugung einer dielektrisch be­ hinderten Entladung,

Fig. 2a bis 2e unterschiedlich aufgebaute Strukturen von Vorrichtungen zur Erzeugung einer dielektrisch be­ hinderten Entladung in schematischer Darstellung,

Fig. 3 einen Gaslaser mit Energieeinkopplung über Plasma­ elektroden, und

Fig. 4 einen schematischen Querschnitt einer besonderen konzentrischen Ausbildung einer Vorrichtung zur Er­ zeugung einer dielektrisch behinderten Entladung.

Anhand der Fig. 1 wird der grundsätzliche Aufbau der Vor­ richtung zur Erzeugung einer dielektrisch behinderten Entladung erläutert. Im Entladungsraum 2 ist eine Gasfüllung, in der die Hauptentladung stattfinden soll. Diese Hauptentladung ist die dielektrisch behinderte Entladung, welche in Fig. 1 als fila­ mentartige Entladung 1 dargestellt ist. Sie erfolgt zwischen einer aus Metall bestehenden Elektrode 4 und einer Plasmaelek­ trode 3, die in einem Elektrodengehäuse 6 untergebracht ist. Dieses Elektrodengehäuse 6 besteht infolge des planaren Aufbaus der Vorrichtungen aus zwei einander parallelen Gehäusewänden 7, 7′, die mit Abstand zueinander angeordnet sind. Der infolgedes­ sen entstehende Elektrodengasraum ist seitlich abgeschlossen, beispielsweise durch eine Metallelektrode 10. Die beiden Elek­ troden 4 und 10 sind an eine Wechselspannungsquelle bzw. an ei­ nen Schaltgenerator angeschlossen. Damit wird die erforderliche Wechsel- oder Schaltspannung U an die Elektroden gelegt, um die Hauptentladung zu zünden. Voraussetzung hierfür ist jedoch, daß sich innerhalb des Elektrodengehäuses 6 eine diffuse Nieder­ druckentladung ausbildet, um den Ladungsträgertransport von der Metallelektrode 10 durch den Elektrodengasraum hindurch zu be­ wirken. Im Elektrodengasraum zwischen den Gehäusewänden 7, 7′ bildet sich also eine diffuse Niederdruckentladung bzw. eine Plasmaelektrode 3 aus, wobei die Gehäusewand 7 als Dielektrikum 5 ausgebildet ist, welches die Hauptentladung im Entladungsraum 2 bestimmungsgemäß behindert, also für eine homogene diffuse Hauptentladung oder eine filamentförmige Hauptentladung 1 sorgt. Die Ausbildung der Hauptentladung ergibt sich je nach Druckbereich und Gasart. Bei industriellen Anwendungen ist die Ausbildung der Hauptentladung im atmosphärischen Druckbereich anzustreben, wobei der Entladungsspalt bzw. der Abstand der Elektroden voneinander einige Millimeter beträgt. Bei einer Ausbildung der Vorrichtung gemäß Fig. 1, bei der die Gehäusewän­ de 7, 7′ aus Quarz bestehen, beträgt die Zündspannung typischer­ weise zwischen 5 und 15 kV. Es kann eine hochfrequente Wechsel­ spannung verwendet werden, die bis zu einigen 100 kHz aufweist. Der Druck im Elektrodengasraum ist erheblich geringer, als im Entladungsraum 2. Er beträgt einige Pascal bis einige hundert Pascal. Die räumliche Ausgestaltung der Plasmaelektrode 3 bzw. des Elektrodengehäuses 6 wird an die Erfordernisse angepaßt. Das Elektrodengehäuse 6 kann bei kleinen Abständen seiner Ge­ häusewände 7, 7′ sehr lang oder sehr großflächig ausgebildet werden. Abmessungen von weit über einem Meter sind möglich.

Die Fig. 2a bis 2c zeigen im wesentlichen flächenhafte Aus­ gestaltungen. Fig. 2a zeigt eine Anordnung mit zwei Plasmaelek­ troden 3, 3′, die zwischen sich den Gasentladungsraum 2 für die Hauptentladung einschließen. Diese Anordnung ist beidseitig emittierend, wie die Strahlungsanteile 14 der Hauptentladung im Gasentladungsraum 2 zeigen. Hierzu müssen die Gehäusewände 7, 7′ einer Plasmaelektrode jeweils strahlungstransparent ausgebildet sein, was durch die dargestellte Strichelung angedeutet wird. In Fig. 2b ist eine planare Ausbildung einer Vorrichtung darge­ stellt, die nur einseitig emittiert. Das wird beispielsweise dadurch erreicht, daß die Gehäusewand 7′ der Plasmaelektrode 3′ strahlungssperrend ausgebildet ist. Zweckmäßigerweise wird die Gehäusewand 7′ elektrodenseitig reflektierend ausgebildet, da­ mit sämtliche aus dem Entladungsraum 2 herrührende Strahlung emittiert wird. Die Fig. 2c zeigt eine planare Gruppe von asymme­ trischen Strahlern 12. Die Plasmaelektroden 3, 3′ sind hohlzy­ lindrisch ausgebildet und gleichachsig angeordnet. Sie schließen den Entladungsraum 2 zwischen sich ein. Im Inneren der Plasmaelektrode 3 ist ein Reflektor 15 vorhanden, der die ge­ samte zentral gerichtete Strahlung der Plasmaelektrode 3 und die Strahlung aus dem Entladungsraum 2 reflektiert. Jeder Strahler 12 gibt die Strahlungsanteile 14 ab. Infolge der ein­ ander parallelen Anordnung der Strahler 12 in einer Ebene 13 und wegen der Abschirmung gegen Strahlung mit einem Reflektor 16 oberhalb der Strahler 12 sind die von letzteren abgegebenen Strahlungsanteile 14 im wesentlichen nach unten gerichtet. Eine vergrößerte Darstellung eines Strahlers 12 mit radial nach außen emittierenden Strahlungsanteilen 14 zeigt Fig. 2d. Um die Strahlung nicht zu behindern, sind die Wände der Plasmaelektro­ den 3, 3′ außerhalb des Reflektors 15 gestrichelt dargestellt, was deren Strahlungsdurchlässigkeit symbolisiert.

Fig. 2e zeigt einen radial nach innen emittierenden Strah­ ler, der außen einen Reflektor 16 hat, von dem aus sämtliche Strahlung durch die für diese Strahlung transparenten Gehäuse­ wände der Plasmaelektroden 3, 3′ nach innen reflektiert wird, wo die emittierte Strahlung eingesetzt wird, z. B. zur Bestrahlung von Gasen oder Flüssigkeiten in der Photochemie.

Außer den dargestellten, vergleichsweise einfachen Struk­ turen können auch Vorrichtungen komplexerer Ausbildung mit Plasmaelektroden eingesetzt werden. Fig. 3 zeigt einen von einem zylindrischen Rohr 8 gebildeten Gasentladungsraum 2, das bei­ spielsweise mit einem Lasergas gefüllt ist. Das Rohr 8 ist ein Dielektrikum. Außerhalb des Rohrs 8 befinden sich zwei einander diametral gegenüberliegende Elektrodengehäuse 6, die mit den entsprechenden dielektrischen Wandabschnitten des Rohres 8 einen Elektrodengasraum bilden, in dem sich Plasmaelektroden 3, 3′ ausbilden können, wenn die Spannung U gemäß Fig. 1 angelegt wird. Infolge der Plasmaelektroden 3, 3′ entsteht bei geeigneter Wahl der elektrischen Spannung, des Gasdrucks im Entladungsraum 2 und des Gases eine Laserentladung entsprechend den elektri­ schen Feldlinien 17. Diese Entladung kann diffus gehalten wer­ den und ist auch bei hohen Leistungsdichten noch sehr homogen. Die axial entnehmbare Laserstrahlung 9 hat eine gute Moden­ struktur.

Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung zur Erzeugung dielektrisch behinderter Entladungen, bei dem das Elektrodengehäuse 6 mit seiner dem Entladungsraum 2 benachbarten Innenwand 7′ das Di­ elektrikum 5 und zugleich die Außenwand des Gehäuses 18 für den Innenraum 2 bildet. Das Gehäuse 18 ist thermobehälterartig aus­ gebildet. Es ist von dem Elektrodengehäuse 6 nur in seinem hohlzylindrischen Bereich außen koaxial umgeben. Der Innenbe­ reich des Gehäuses 18 ist von einer gekühlten Metallelektrode 4 ausgefüllt, so daß sich zwischen dieser und der Plasmaelektrode 3 radial stehende filamentförmige oder homogene Entladungen 1 entwickeln können. Die von diesen abgegebene Strahlung wird von der Elektrode 4 reflektiert und mit den direkten Strahlungsan­ teilen 14 radial emittiert. Zur Anregung des Gases im Elektro­ dengehäuse 6 bzw. zur Ausbildung der hohlzylindrischen Plasma­ elektrode 3 dient eine Metallelektrode 11, die hier ringförmig ausgebildet ist, und von der aus das Gas im Gehäuse 6 zum Transport von Ladungsträgern ionisiert wird, sobald die Zünd­ spannung überschritten ist.

Claims (18)

1. Vorrichtung zur Erzeugung einer dielektrisch behinderten Entladung (1), mit einem gasgefüllten Entladungsraum (2) zwischen zwei zündspannungsbeaufschlagbaren Elektroden (3, 4), von denen zumindest eine mit einem Dielektrikum (5) vom Entladungsraum (2) getrennt ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens eine Elektrode (3) ein span­ nungsangeregtes Plasma in einem Gas ist, dessen Druck nie­ driger ist, als der Gasdruck im Entladungsraum (2).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Entladungsraum (2) mit einem Licht emittierenden Gas oder Gasgemisch gefüllt ist, und daß das Elektroden­ plasma bildende Gas in einem den Lichtaustritt aus dem Entladungsraum (2) gestattenden transparenten Elektroden­ gehäuse (6) untergebracht ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Elektrodenplasma bildende Gas im Wel­ lenlängenbereich der Emission des Gases oder Gasgemisches des Entladungsraums (2) keine Absorptionslinien aufweist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Entladungsraum (2) mit einem Edelgas oder einem Excimergasgemisch gefüllt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Elektrodenplasma bildende Gas eine Ab­ sorption für andere Emissionslinien oder für den Nebenban­ denbereich der genutzten Emission des Entladungsraums (2) aufweist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrodenplasma bildende Gas mit der Strahlung des Entladungsraums (2) wellenlängenselektiv gepumpt ist.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas des Entladungs­ raums (2) und/oder das Elektrodenplasma bildende Gas durch Gasumwälzung kühlbar ist bzw. sind.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrodenplasma bildende Gas mit einem Schaltgenerator zündspannungsbeauf­ schlagbar ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum (5) ei­ ne Gehäusewand (7) des das Elektrodenplasma bildende Gas enthaltenden Elektrodengehäuses (6) zwischen der Plasma­ elektrode (3) und dem gasgefüllten Entladungsraum (2) ist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Gas niedrigen Drucks gefüllte Elektrodengehäuse (6) eine Stützstruktur aufweist.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der gasgefüllte Entla­ dungsraum (2) mit einem Lasergas oder -gasgemisch gefüllt und von einem Rohr (8) gebildet ist, dem die Strahlung (9) des Entladungsraums (2) axial entnehmbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß an das Rohr (8) des Entladungsraums (2) zwei einander gegenüberliegende achsparallele Plasmaelektroden (3, 3′) unmittelbar angrenzen.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein planares Elektro­ dengehäuse (6) zwischen zwei einander parallelen Gehäuse­ wänden (7, 7′) eine den Elektrodengasraum seitlich ab­ schließende Metallelektrode oder dielektrisch beschichtete Elektrode (10) aufweist.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein zylindrisches oder teilzylindrisches Elektrodengehäuse (6) zwischen zwei ko­ axialen Gehäusewänden (7, 7′) eine ringförmige oder teil­ ringförmige Metallelektrode oder dielektrisch beschichtete Elektrode (11) aufweist.

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere radial abstrah­ lende Strahler (12) in einer Ebene (13) parallel zueinan­ der angeordnet und auf einer Seite ihrer Anordnungsebene (13) reflektierend abdeckbar sind.

16. Verwendung von Vorrichtungen nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1 bis 15 zur Induzierung chemi­ scher Reaktionen.

17. Verwendung von Vorrichtungen nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1 bis 15 zur Anregung von Farb­ stofflasern.

18. Verwendung von Vorrichtungen nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1 bis 15 zur Homogenisierung von Mittel- und Hochdruckplasmen in Lasern und bei plasma­ unterstützter Stoffabscheidung aus der Gasphase.