JPH03105848A - 高圧金属蒸気放電ランプ - Google Patents
高圧金属蒸気放電ランプInfo
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- JPH03105848A JPH03105848A JP24367789A JP24367789A JPH03105848A JP H03105848 A JPH03105848 A JP H03105848A JP 24367789 A JP24367789 A JP 24367789A JP 24367789 A JP24367789 A JP 24367789A JP H03105848 A JPH03105848 A JP H03105848A
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- Japan
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- arc
- tube
- vapor discharge
- discharge lamp
- translucent
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- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は近赤外域に強い発光スペクトルを有し、特に、
光通信用の光源などに用いられる高圧金属蒸気放電ラン
プに関する。
光通信用の光源などに用いられる高圧金属蒸気放電ラン
プに関する。
（従来の技術）
近年直進性に優れた０．９〜５μｍ近辺の近赤外域の光
を利用した光通信が注目されており、この光通信に使用
する光源の開発が望まれている。
を利用した光通信が注目されており、この光通信に使用
する光源の開発が望まれている。
このような光通信に適する近赤外域に強い発光スペクト
ルを有する光源としては、アルカリ金属を封入した高圧
金属蒸気放電ランプが考えられる。
ルを有する光源としては、アルカリ金属を封入した高圧
金属蒸気放電ランプが考えられる。
この高圧金属蒸気放電ランプに封入されるアルカリ金属
、例えば、セシウム（ Ｃｓ）は０．８９μｍ１１．０
１μｍ，１．０６μｍ，１．３７μｍ，ｌｉ６μｍ１３
、０１μｍ， ３．４９ｐｍ， ３．６１ａｍなどに強
い発光スペクトルを有し、またこの種のランプは電源か
らの入力電圧または入力電流の時間変化に従って光出力
が変化し、電源変調が可能となり、光通信に要求される
特性を有し、特にこの変調特性は光出力の大小、周波数
変化によってＡＭ，ＦＭの通信が可能となる。
、例えば、セシウム（ Ｃｓ）は０．８９μｍ１１．０
１μｍ，１．０６μｍ，１．３７μｍ，ｌｉ６μｍ１３
、０１μｍ， ３．４９ｐｍ， ３．６１ａｍなどに強
い発光スペクトルを有し、またこの種のランプは電源か
らの入力電圧または入力電流の時間変化に従って光出力
が変化し、電源変調が可能となり、光通信に要求される
特性を有し、特にこの変調特性は光出力の大小、周波数
変化によってＡＭ，ＦＭの通信が可能となる。
そして、従来の高圧金属蒸気放電ランプは、第２図に示
すように、一対の電極１を封止するとともに、アルカリ
金属を封入した透光性発光管２を電流導通村などの内部
金属の酸化を防止するなどのために透光性外管３に組込
んだ構造が採られている。
すように、一対の電極１を封止するとともに、アルカリ
金属を封入した透光性発光管２を電流導通村などの内部
金属の酸化を防止するなどのために透光性外管３に組込
んだ構造が採られている。
このような、高圧金属蒸気放電ランプは、熱平衡型のラ
ンプのため、光出力は発光管内のガス温度（アーク温度
）に依存し、このため、電源周波数が低いときの光出力
の変化（第４図）に比し、電源周波数が高いときの光出
力の変化（第５図）が小さくなり、時間によっては変化
しない光出力の部分Ｄが大きくなる問題を有している。
ンプのため、光出力は発光管内のガス温度（アーク温度
）に依存し、このため、電源周波数が低いときの光出力
の変化（第４図）に比し、電源周波数が高いときの光出
力の変化（第５図）が小さくなり、時間によっては変化
しない光出力の部分Ｄが大きくなる問題を有している。
光通信用の光源としては、電源周波数が高くなっても大
きい変調がかかるような特性を有していることが重要で
ある。
きい変調がかかるような特性を有していることが重要で
ある。
発明者らの実験の結果、アーク温度が変化するためには
、発光管に封入されたガスのもつ熱量を発光管壁へ伝達
しなくてはならないが、管径が細い程、ガスのもつ熱量
の発光管壁への伝達が円滑であることから、同一人力に
対して管径が細いほど変調が大きいことがわかった。
、発光管に封入されたガスのもつ熱量を発光管壁へ伝達
しなくてはならないが、管径が細い程、ガスのもつ熱量
の発光管壁への伝達が円滑であることから、同一人力に
対して管径が細いほど変調が大きいことがわかった。
このように、同一人力で管径が細い程、変調特性がよい
が、発光管の材料の耐熱性の面から管壁負荷（入力／発
光管表面積）には上限があり、管径を細くすると、発光
管の管長を大きくする必要がある。
が、発光管の材料の耐熱性の面から管壁負荷（入力／発
光管表面積）には上限があり、管径を細くすると、発光
管の管長を大きくする必要がある。
（発明が解決しようとする課題）
そこで、第２図に示す従来の高圧金属蒸気放電ランプを
変調を大きくするために発光管４の管径を細くすると、
第３図に示すように発光管４の管長が長くなる。このよ
うに発光管４の管長を長くすると、点灯しにくくなり、
またアークが揺れ易く、アークの上下で色分離し、光出
力が低下する問題があり、さらに発光管４および外管５
の長さ方向が長くコンパクトにできない問題を有してい
る。
変調を大きくするために発光管４の管径を細くすると、
第３図に示すように発光管４の管長が長くなる。このよ
うに発光管４の管長を長くすると、点灯しにくくなり、
またアークが揺れ易く、アークの上下で色分離し、光出
力が低下する問題があり、さらに発光管４および外管５
の長さ方向が長くコンパクトにできない問題を有してい
る。
本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、発光管の管
径を細くして複数個に分割することにより、変調特性が
向上され、点灯始動が容易で、アーク揺れが生じること
がなく、アークの色分離もない高圧金属蒸気放電ランプ
を提供するものである。
径を細くして複数個に分割することにより、変調特性が
向上され、点灯始動が容易で、アーク揺れが生じること
がなく、アークの色分離もない高圧金属蒸気放電ランプ
を提供するものである。
（課題を解決するための手段）
本発明の高圧金属蒸気放電ランプは、一対の電極を封止
するとともに少なくとも希ガスとアルカリ金属を封入し
た透光性セラミックからなる複数の発光管と、この複数
の発光管を組込む一つの透光性外管とを具備してなり、
前記複数の発光管を電気的に直列に接続して前記一つの
透光性外管に組込んだことを特徴とするものである。
するとともに少なくとも希ガスとアルカリ金属を封入し
た透光性セラミックからなる複数の発光管と、この複数
の発光管を組込む一つの透光性外管とを具備してなり、
前記複数の発光管を電気的に直列に接続して前記一つの
透光性外管に組込んだことを特徴とするものである。
（作用）
本発明の高圧金属蒸気放電ランプは、直列に接続した複
数の発光管に電圧印加すると、各発光管は希ガスによる
放電開始が促進され、この間の放電熱により発光管が温
められ、それによりアルカリ金属が蒸発し、アルカリ金
属原子相互の衝突によ．リアルカリ金属原子のアーク中
での励起を促進し、近赤外域に強い発光スペクトルの光
を放射するように作用する。そして、各発光管の管径は
細く、アーク温度の管壁への伝達が円滑にでき、光出力
の変調が大きく、また各発光管の管長が短いため、各発
光管の電極間の距離がそれぞれ短く、点灯始動が容易で
、希ガス、アルカリ金属の密度が略均一でアーク揺れが
なく、またアークの上下で色分離が生じることがなく、
光出力が向上される。
数の発光管に電圧印加すると、各発光管は希ガスによる
放電開始が促進され、この間の放電熱により発光管が温
められ、それによりアルカリ金属が蒸発し、アルカリ金
属原子相互の衝突によ．リアルカリ金属原子のアーク中
での励起を促進し、近赤外域に強い発光スペクトルの光
を放射するように作用する。そして、各発光管の管径は
細く、アーク温度の管壁への伝達が円滑にでき、光出力
の変調が大きく、また各発光管の管長が短いため、各発
光管の電極間の距離がそれぞれ短く、点灯始動が容易で
、希ガス、アルカリ金属の密度が略均一でアーク揺れが
なく、またアークの上下で色分離が生じることがなく、
光出力が向上される。
（実施例）
次に本発明の高圧金属蒸気放電ランプの一実施例の構成
を図面について説明する。
を図面について説明する。
Ｉｌｌは複数、例えば２個の発光管で、透光性セラミッ
ク、例えば、透光性アルミナにて威形されている。この
各発光管１０の両端部にはそれぞれ一対の電極ｌ１が封
止されている。また、この各発光管【０にはそれぞれ少
なくともアルゴンなどの希ガスとセシウム、ルビジウム
、カリウム、ナトリウムなどのアルカリ金属が封入され
ている。
ク、例えば、透光性アルミナにて威形されている。この
各発光管１０の両端部にはそれぞれ一対の電極ｌ１が封
止されている。また、この各発光管【０にはそれぞれ少
なくともアルゴンなどの希ガスとセシウム、ルビジウム
、カリウム、ナトリウムなどのアルカリ金属が封入され
ている。
そしてこの複数の発光管＋［１をリード線１２にて電気
的に直列に接続し、この直列に接続した複数の発光管Ｉ
Ｑを並列に配置して透光性アルミナにて成形した一つの
透光性外管１３内に封入して組込まれている。そしてこ
の外管ｌ３の両端には直列に接続した複数の発光管ＩＯ
の両端の端子部１４が設けられている。
的に直列に接続し、この直列に接続した複数の発光管Ｉ
Ｑを並列に配置して透光性アルミナにて成形した一つの
透光性外管１３内に封入して組込まれている。そしてこ
の外管ｌ３の両端には直列に接続した複数の発光管ＩＯ
の両端の端子部１４が設けられている。
次にこの実施例の作用を説明する。
外管ｌ３の端子部ｌ４に電圧印加すると、直列に接続し
た複数の各発光管ＩＯの両端電極ｌｌ間に電圧印加され
、各発光管１０は希ガスによる放電開始が促進され、こ
の間の放電熱により発光管ＩＧが温められ、それにより
アルカリ金属が蒸発し、アルカリ金属原子相互の衝突に
よりアルカリ金属原子のアーク中での励起を促進し、近
赤外域に強い発光スペクトルの光を放射する。そして、
各発光管１０の管径は細くでき、アーク温度の発光管１
０の管壁への伝達が円滑になり、光出力の変調が大きく
、また各発光管１０の管長を短かくでき、各発光管ＩＯ
の電極１１間の距離がそれぞれ短くなり、点灯始動は容
易となり、希ガス、アルカリ金属の密度が略均一でアー
ク揺れが生じることがなく、またアークの上下で色分離
が生じることがない。
た複数の各発光管ＩＯの両端電極ｌｌ間に電圧印加され
、各発光管１０は希ガスによる放電開始が促進され、こ
の間の放電熱により発光管ＩＧが温められ、それにより
アルカリ金属が蒸発し、アルカリ金属原子相互の衝突に
よりアルカリ金属原子のアーク中での励起を促進し、近
赤外域に強い発光スペクトルの光を放射する。そして、
各発光管１０の管径は細くでき、アーク温度の発光管１
０の管壁への伝達が円滑になり、光出力の変調が大きく
、また各発光管１０の管長を短かくでき、各発光管ＩＯ
の電極１１間の距離がそれぞれ短くなり、点灯始動は容
易となり、希ガス、アルカリ金属の密度が略均一でアー
ク揺れが生じることがなく、またアークの上下で色分離
が生じることがない。
次にこの実施例の第１図に示す高圧金属蒸気放電ランプ
の具体的構成を説明する。
の具体的構成を説明する。
管径が１２ｍｍ、電極間距離１４７ｍ，管長２００ｍｍ
の透光性アルミナにて成形し、セシウム １５０■、ア
ルゴン５ｌｌトールを封入して構成した管壁負荷２ＩＷ
／ａＩの １．５κＷの２本の発光管１０を電気的に直
列に接続し、管径４８ｍ，管長４００ｍｍの透光性アル
ミナの外管Ｉ３に封入して３ＫＷの高圧金属蒸気放電ラ
ンプａを構成する。
の透光性アルミナにて成形し、セシウム １５０■、ア
ルゴン５ｌｌトールを封入して構成した管壁負荷２ＩＷ
／ａＩの １．５κＷの２本の発光管１０を電気的に直
列に接続し、管径４８ｍ，管長４００ｍｍの透光性アル
ミナの外管Ｉ３に封入して３ＫＷの高圧金属蒸気放電ラ
ンプａを構成する。
この第１図に示す高圧金属蒸気放電ランプＡと第２図お
よび第３図に示す高圧金属蒸気放電ランプｂ，ｃとを比
較する。
よび第３図に示す高圧金属蒸気放電ランプｂ，ｃとを比
較する。
第２図に示す高圧金属蒸気放電ランブｂは，管径が２４
ｍ，電極間距離１４２閣、管長２００＋ｎｍの透光性ア
ルミナにて或形し、セシウム ４００■、アルゴン５０
トールを封入して構成した発光管２を、管径４８Ｗ１管
長４００ｍｍの透光性アルミナの外管３に封入して３Ｋ
Ｗに構成する。この時発光管の管壁負荷は前記高圧金属
蒸気放電ランプＡと同じ＜２８Ｗ／ａｌである。
ｍ，電極間距離１４２閣、管長２００＋ｎｍの透光性ア
ルミナにて或形し、セシウム ４００■、アルゴン５０
トールを封入して構成した発光管２を、管径４８Ｗ１管
長４００ｍｍの透光性アルミナの外管３に封入して３Ｋ
Ｗに構成する。この時発光管の管壁負荷は前記高圧金属
蒸気放電ランプＡと同じ＜２８Ｗ／ａｌである。
第３図に示す高圧金属蒸気放電ランプＣは，管径が１２
ｍ１電極間距離２８４ｍｍ，管長３５０Ｍの透光性アル
ミナにて成形し、セシウム３００■、アルゴン５Ｇ｝−
ルを封入して構威した発光管４を、管径３０■、管長５
５０ｍｍの透光性アルミナの外管５に封入して３ＫＷに
構成する。この時発光管４の管壁負荷は前記高圧金属蒸
気放電ランブＡと同じク２８Ｗ／ｃｄである。
ｍ１電極間距離２８４ｍｍ，管長３５０Ｍの透光性アル
ミナにて成形し、セシウム３００■、アルゴン５Ｇ｝−
ルを封入して構威した発光管４を、管径３０■、管長５
５０ｍｍの透光性アルミナの外管５に封入して３ＫＷに
構成する。この時発光管４の管壁負荷は前記高圧金属蒸
気放電ランブＡと同じク２８Ｗ／ｃｄである。
そして、変調特性を表すものとして、第６図に示すよう
に、光出力の最高部Ｘ，とし、光出力の振幅幅Ｘ２とし
て、変調度Ａを次のように定義する。
に、光出力の最高部Ｘ，とし、光出力の振幅幅Ｘ２とし
て、変調度Ａを次のように定義する。
Ａ ＝Ｘ ２ ／ Ｘ ｔ Ｘ １ ０ ０また点灯は
、５００Ｈ ．正弦波点灯で、入力３ｋｖとして、高圧
金属蒸気放電ランプａ，ｂ，ｃを比較すると、次の表に
示す結果が得られた。
、５００Ｈ ．正弦波点灯で、入力３ｋｖとして、高圧
金属蒸気放電ランプａ，ｂ，ｃを比較すると、次の表に
示す結果が得られた。
上記表に示すように、変調度Ａが１００％に近い程変調
特性がよいものであるが、本発明の高圧金属蒸気放電ラ
ンプａが変調特性に優れ、点灯始動が容易で、アーク揺
れがなく、アークの上下で色分離が生じないことが確認
された。
特性がよいものであるが、本発明の高圧金属蒸気放電ラ
ンプａが変調特性に優れ、点灯始動が容易で、アーク揺
れがなく、アークの上下で色分離が生じないことが確認
された。
本発明によれば、一対の電極を封止するとともに少なく
とも希ガスとアルカリ金属を封入した透光性セラミック
からなる複数の発光管を、電気的に直列に接続して一つ
の透光性外管に組込んだので、各発光管の管径は細く、
アーク温度の管壁への伝達が円滑にでき、光出力の変調
が大きく、また各発光管の管長が短いため、各発光管の
電極間の距離がそれぞれ短く、点灯始動が容易で、希ガ
ス、アルカリ金属の密度が略均一でアーク揺れがなく、
またアークの上下で色分離が生じることがなく、光出力
が向上され、特にこの変調特性は光出力の大小、周波数
変化によってＡＭ，ＦＭの通信が可能となり、光通信の
光源として適している高圧金属蒸気放電ランプが得られ
るものである。
とも希ガスとアルカリ金属を封入した透光性セラミック
からなる複数の発光管を、電気的に直列に接続して一つ
の透光性外管に組込んだので、各発光管の管径は細く、
アーク温度の管壁への伝達が円滑にでき、光出力の変調
が大きく、また各発光管の管長が短いため、各発光管の
電極間の距離がそれぞれ短く、点灯始動が容易で、希ガ
ス、アルカリ金属の密度が略均一でアーク揺れがなく、
またアークの上下で色分離が生じることがなく、光出力
が向上され、特にこの変調特性は光出力の大小、周波数
変化によってＡＭ，ＦＭの通信が可能となり、光通信の
光源として適している高圧金属蒸気放電ランプが得られ
るものである。
第１図は本発明の一実施例を示す高圧金属蒸気放電ラン
プの一部を切り欠いた正面図、第２図は従来の高圧金属
蒸気放電ランプの一部を切り欠いた正面図、第３図は本
発明の前提となる高圧金属蒸気放電ランプの一部を切り
欠いた正面図、第４図は高圧金属蒸気放電ランプの周波
数が低い時の周波数変化の変調特性図、第５図は高圧金
属蒸気放電ランプの周波数が高い時の周波数変化の変調
特性図、第６図は高圧金属蒸気放電ランプの時間と光出
力の関係変調特性図である。 １０・・発光管、１１・・電極、１３・・外管。 １こＩ４ １え笠 １素」４
プの一部を切り欠いた正面図、第２図は従来の高圧金属
蒸気放電ランプの一部を切り欠いた正面図、第３図は本
発明の前提となる高圧金属蒸気放電ランプの一部を切り
欠いた正面図、第４図は高圧金属蒸気放電ランプの周波
数が低い時の周波数変化の変調特性図、第５図は高圧金
属蒸気放電ランプの周波数が高い時の周波数変化の変調
特性図、第６図は高圧金属蒸気放電ランプの時間と光出
力の関係変調特性図である。 １０・・発光管、１１・・電極、１３・・外管。 １こＩ４ １え笠 １素」４
Claims (1)
- （１）一対の電極を封止するとともに少なくとも希ガス
とアルカリ金属を封入した透光性セラミックからなる複
数の発光管と、 この複数の発光管を組込む一つの透光性外管とを備え、 前記複数の発光管を電気的に直列に接続して前記一つの
透光性外管に組込んだ ことを特徴とする高圧金属蒸気放電ランプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24367789A JPH03105848A (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 高圧金属蒸気放電ランプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24367789A JPH03105848A (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 高圧金属蒸気放電ランプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03105848A true JPH03105848A (ja) | 1991-05-02 |
Family
ID=17107348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24367789A Pending JPH03105848A (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 高圧金属蒸気放電ランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03105848A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5661367A (en) * | 1996-08-08 | 1997-08-26 | Philips Electronics North America Corporation | High pressure series arc discharge lamp construction with simplified starting aid |
-
1989
- 1989-09-20 JP JP24367789A patent/JPH03105848A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5661367A (en) * | 1996-08-08 | 1997-08-26 | Philips Electronics North America Corporation | High pressure series arc discharge lamp construction with simplified starting aid |
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