JPH0578138B2 - - Google Patents
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- JPH0578138B2 JPH0578138B2 JP57056606A JP5660682A JPH0578138B2 JP H0578138 B2 JPH0578138 B2 JP H0578138B2 JP 57056606 A JP57056606 A JP 57056606A JP 5660682 A JP5660682 A JP 5660682A JP H0578138 B2 JPH0578138 B2 JP H0578138B2
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- -1 tantalum halides Chemical class 0.000 claims description 8
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/12—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature
- H01J61/18—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature having a metallic vapour as the principal constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/82—Lamps with high-pressure unconstricted discharge having a cold pressure > 400 Torr
Landscapes
- Discharge Lamp (AREA)
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は発光管内に金属のハロゲン化物を封入
してなるメタルフライドランプの改良に係り、特
に、この種のランプにおいて、理化学機器に用い
られる紫外域において高い放射輝度を持つ高輝度
紫外線光源の広帯域高輝度化に関する。
してなるメタルフライドランプの改良に係り、特
に、この種のランプにおいて、理化学機器に用い
られる紫外域において高い放射輝度を持つ高輝度
紫外線光源の広帯域高輝度化に関する。
理化学機器に用いられる紫外線光源としては、
現在、重水素放電ランプがあり、このランプは最
も広く用いられている。ところで、これら理化学
機器の検出限界は光源の光強度に依存する。最
近、極微量の分析が必要になつてくるとともに、
高い放射輝度を持つ紫外線光源が要求されてい
る。このため、重水素放電ランプに代を放射輝度
に高い紫外線光源として特開昭52−45391号で開
示された、タンタルのハロゲン化物を封入したメ
タルハライドランプがある。このランプは220〜
450nｍの波長範囲において連続スペクトルを持
つているが、波長が245nｍ付近より短波長側で
はその放射輝度はかなり低かつた。このため、波
長が245nｍ付近より短波長側での測定には使用
できないという欠点があつた。例えば、吸光光度
計を用いて糖や有機酸等を検出するには、これら
は近紫外域で吸収を持たないため、波長が210n
ｍ付近、またはそれにより短波長域において測定
するが、これらの測定には用いることができなか
つた。
現在、重水素放電ランプがあり、このランプは最
も広く用いられている。ところで、これら理化学
機器の検出限界は光源の光強度に依存する。最
近、極微量の分析が必要になつてくるとともに、
高い放射輝度を持つ紫外線光源が要求されてい
る。このため、重水素放電ランプに代を放射輝度
に高い紫外線光源として特開昭52−45391号で開
示された、タンタルのハロゲン化物を封入したメ
タルハライドランプがある。このランプは220〜
450nｍの波長範囲において連続スペクトルを持
つているが、波長が245nｍ付近より短波長側で
はその放射輝度はかなり低かつた。このため、波
長が245nｍ付近より短波長側での測定には使用
できないという欠点があつた。例えば、吸光光度
計を用いて糖や有機酸等を検出するには、これら
は近紫外域で吸収を持たないため、波長が210n
ｍ付近、またはそれにより短波長域において測定
するが、これらの測定には用いることができなか
つた。
したがつて、本発明の目的は紫外域での広い波
長範囲にわたつて放射輝度の高い高輝度紫外線光
源を提供することにある。
長範囲にわたつて放射輝度の高い高輝度紫外線光
源を提供することにある。
本発明の要旨は、ランプ用ガラス管内に水銀お
よびタンタルのハロゲン化物を封入したメタルハ
ライドランプにおいて、前記ガラス管の管壁負荷
は13W／cm2以上であり、前記タンタルのハロゲン
化物の封入量は前記水銀の封入量に対してモル比
で20％以下の有限値であることを特徴とするメタ
ルハライドランプにある。
よびタンタルのハロゲン化物を封入したメタルハ
ライドランプにおいて、前記ガラス管の管壁負荷
は13W／cm2以上であり、前記タンタルのハロゲン
化物の封入量は前記水銀の封入量に対してモル比
で20％以下の有限値であることを特徴とするメタ
ルハライドランプにある。
かかる本発明の特徴的な構成によつて、波長が
190〜245nｍ付近の水銀の分子発光をも効率よく
発光させることができるようになり、その結果、
波長が190〜450nｍ付近の広い範囲にわたり放射
輝度の高い高輝度紫外線光源の提供が可能とな
る。
190〜245nｍ付近の水銀の分子発光をも効率よく
発光させることができるようになり、その結果、
波長が190〜450nｍ付近の広い範囲にわたり放射
輝度の高い高輝度紫外線光源の提供が可能とな
る。
以下、本発明を図を用いて詳細に述べる。
はじめに本発明の原理について述べる。
ここで、管壁負荷とは、測光部分の放電で消費
される電力をその部分の発光管の表面積で割つた
値と定義される。円筒状の発光管の場合、測光部
の放電の単位長当りの消費電力をＰ（Ｗ／cm）と
し、発光管内半径をＲ（cm）とすると、Ｐ／
（2πR）で定義される。
される電力をその部分の発光管の表面積で割つた
値と定義される。円筒状の発光管の場合、測光部
の放電の単位長当りの消費電力をＰ（Ｗ／cm）と
し、発光管内半径をＲ（cm）とすると、Ｐ／
（2πR）で定義される。
さて、従来より、メタルハライドランプにおい
ては、その発光効率をあげたり、所望の電気的特
性を得るために、水銀を添加して封入することが
一般的に行われている。本発明者等も２つのタン
グステン主電極を備えた石英製発光管にTaI52
mg／cm3、Hg6mg／cm3、Ar25torrを封入したメタ
ルハライドランプを製作し、その放射輝度を測定
した。第１図はその測定結果を示したものであ
る。第１図のグラフは管壁負荷をパラメータと
し、従来用いられてきた重水素放電ランプの放射
輝度を１とした時の各波長における相対値を縦軸
で示したものである。波長が245nｍ付近より長
波長側のスペクトルはTaI5の分子発光にHgの原
子発光が重なつたものであり、十分な放射輝度を
持つている。これに対して、波長が245nｍ付近
より短波長側の連続スペクトルはHg2の分子発光
によるものである。ところで、第１図に示すごと
く、管壁負荷（Ｗ／cm2）を増加させることによ
り、Hg2の分子発光も十分に有効な放射輝度を持
つことを見い出した。すなわち、Hg2の分子発光
は管壁負荷の増加とともに顕著に強くなる。この
ようすを第２図に示した。図中、曲線ａはHg2の
分子発光による225〜230nｍの放射輝度、曲線ｂ
はTaI5の分子発光による320〜325nｍの放射輝
度、曲線ｃはHgの原子発光が主である280〜285n
ｍの放射輝度を重水素放電ランプの放射輝度に対
する相対値で示したものである。第２図より、
Hg2の分子発光（曲線ａ）はTaI5の分子発光（曲
線ｂ）やHgの原子発光（曲線ｃ）と比較して管
壁負荷の増加により急激に強くなるのがわかる。
このため、波長が190nｍ付近より長波長側に十
分な強度の連続スペクトルを持つ光源を得るため
には、管壁負荷をいくらに設定するかが非常に重
要となる。従来から用いられている重水素放電ラ
ンプより放射輝度が高くなるためには、225〜
230nｍの波長域での放射輝度が重水素放電ラン
プより高いことが必要で、それには、第２図より
管壁負荷が13W／cm2以上であれば良いことが判
る。
ては、その発光効率をあげたり、所望の電気的特
性を得るために、水銀を添加して封入することが
一般的に行われている。本発明者等も２つのタン
グステン主電極を備えた石英製発光管にTaI52
mg／cm3、Hg6mg／cm3、Ar25torrを封入したメタ
ルハライドランプを製作し、その放射輝度を測定
した。第１図はその測定結果を示したものであ
る。第１図のグラフは管壁負荷をパラメータと
し、従来用いられてきた重水素放電ランプの放射
輝度を１とした時の各波長における相対値を縦軸
で示したものである。波長が245nｍ付近より長
波長側のスペクトルはTaI5の分子発光にHgの原
子発光が重なつたものであり、十分な放射輝度を
持つている。これに対して、波長が245nｍ付近
より短波長側の連続スペクトルはHg2の分子発光
によるものである。ところで、第１図に示すごと
く、管壁負荷（Ｗ／cm2）を増加させることによ
り、Hg2の分子発光も十分に有効な放射輝度を持
つことを見い出した。すなわち、Hg2の分子発光
は管壁負荷の増加とともに顕著に強くなる。この
ようすを第２図に示した。図中、曲線ａはHg2の
分子発光による225〜230nｍの放射輝度、曲線ｂ
はTaI5の分子発光による320〜325nｍの放射輝
度、曲線ｃはHgの原子発光が主である280〜285n
ｍの放射輝度を重水素放電ランプの放射輝度に対
する相対値で示したものである。第２図より、
Hg2の分子発光（曲線ａ）はTaI5の分子発光（曲
線ｂ）やHgの原子発光（曲線ｃ）と比較して管
壁負荷の増加により急激に強くなるのがわかる。
このため、波長が190nｍ付近より長波長側に十
分な強度の連続スペクトルを持つ光源を得るため
には、管壁負荷をいくらに設定するかが非常に重
要となる。従来から用いられている重水素放電ラ
ンプより放射輝度が高くなるためには、225〜
230nｍの波長域での放射輝度が重水素放電ラン
プより高いことが必要で、それには、第２図より
管壁負荷が13W／cm2以上であれば良いことが判
る。
このような管壁負荷が13W／cm2以上の高輝度紫
外線光源についてさらに実験を行つたところ次の
ような事実が判明した。すなわち、タンタルのハ
ロゲン化物の封入量と水銀の封入量との比を増加
させると、タンタルのハロゲン化物による分子発
光を強くすることができる。しかし、この時、放
電プラズマの温度が下がり、波長が245nｍより
短波長側にスペクトルを持つHg2の分子発光は逆
く弱くなる。TaI5、HgおよびAr25torrを封入し
たランプにおいて、TaI5とHgとの封入量のモル
比を種々変えて製作したランプにおけるTaI5と
Hg2との分子発光の放射輝度を第３図に示した。
図中曲線ｄはTaI5の分子発光である340nｍの、
曲線ｅはHg2の分子発光である220nｍの、管壁負
荷46W／cm2の場合における放射輝度を相対値で示
している。第３図より、封入量のモル比が20％以
下の範囲では、Hg2の分子発光（曲線ｅ）は十分
な放射輝度を持ち、波長が190〜450nｍの範囲で
連続スペクトルを有する高輝度紫外線光源が実現
できることがわかる。
外線光源についてさらに実験を行つたところ次の
ような事実が判明した。すなわち、タンタルのハ
ロゲン化物の封入量と水銀の封入量との比を増加
させると、タンタルのハロゲン化物による分子発
光を強くすることができる。しかし、この時、放
電プラズマの温度が下がり、波長が245nｍより
短波長側にスペクトルを持つHg2の分子発光は逆
く弱くなる。TaI5、HgおよびAr25torrを封入し
たランプにおいて、TaI5とHgとの封入量のモル
比を種々変えて製作したランプにおけるTaI5と
Hg2との分子発光の放射輝度を第３図に示した。
図中曲線ｄはTaI5の分子発光である340nｍの、
曲線ｅはHg2の分子発光である220nｍの、管壁負
荷46W／cm2の場合における放射輝度を相対値で示
している。第３図より、封入量のモル比が20％以
下の範囲では、Hg2の分子発光（曲線ｅ）は十分
な放射輝度を持ち、波長が190〜450nｍの範囲で
連続スペクトルを有する高輝度紫外線光源が実現
できることがわかる。
さらに実験を進めたところ、次のような事実も
判明した。すなわちタンタルのハロゲン変物は高
い飽和蒸気圧を持つている。たとえば、TaI5は
300℃で約20torrの飽和蒸気圧である。メタルハ
ライドランプの寿命は発光管の温度が低いほど長
くなる。このため、タンタルハロゲン変物を封入
したランプにおいて、最冷部の温度が600℃未満
とすることにより、発光に十分な蒸気圧を保つた
まま寿命の長い光源が実現できる。
判明した。すなわちタンタルのハロゲン変物は高
い飽和蒸気圧を持つている。たとえば、TaI5は
300℃で約20torrの飽和蒸気圧である。メタルハ
ライドランプの寿命は発光管の温度が低いほど長
くなる。このため、タンタルハロゲン変物を封入
したランプにおいて、最冷部の温度が600℃未満
とすることにより、発光に十分な蒸気圧を保つた
まま寿命の長い光源が実現できる。
次に、本発明の一実施例を第４図により説明す
る。同図において、石英等で構成され紫外線を透
過する発光管１の２ケ所においてタングステン主
電極２，２′が封止されている。このタングステ
ン主電極２，２′モリブテン箔３，３′を介して、
モリブデンでできたリード線４，４′に接続され
ている。発光管１の中には後述する如く封入物５
およびArガスが封入されている。用途によつて
は、放電を安定にするため、この発光管１は少な
くとも一部が紫外線透過窓となつている外管中に
固定して用いられる場合もある。その場合、外管
内は真空に排気されることが多い。ところで、発
光管１にはTaI5が２mg／cm3、Hgが６mg／cm3、Ar
が25torr封入されている。TaI5の封入方法として
は、金属TaとHgI2とを封入し、発光管１中で反
応させることによりTaI5とすることもできる。
この発光管１に管壁負荷が13W／cm2以上の電力を
入力することにより、190〜450nｍにおいて十分
に放射輝度の高い高輝度紫外線光源が得られた。
る。同図において、石英等で構成され紫外線を透
過する発光管１の２ケ所においてタングステン主
電極２，２′が封止されている。このタングステ
ン主電極２，２′モリブテン箔３，３′を介して、
モリブデンでできたリード線４，４′に接続され
ている。発光管１の中には後述する如く封入物５
およびArガスが封入されている。用途によつて
は、放電を安定にするため、この発光管１は少な
くとも一部が紫外線透過窓となつている外管中に
固定して用いられる場合もある。その場合、外管
内は真空に排気されることが多い。ところで、発
光管１にはTaI5が２mg／cm3、Hgが６mg／cm3、Ar
が25torr封入されている。TaI5の封入方法として
は、金属TaとHgI2とを封入し、発光管１中で反
応させることによりTaI5とすることもできる。
この発光管１に管壁負荷が13W／cm2以上の電力を
入力することにより、190〜450nｍにおいて十分
に放射輝度の高い高輝度紫外線光源が得られた。
なお、放電の始動を容易する等の目的で、主電
極２，２′の他に補助電極を設けることもできる
ことはもちろんである。
極２，２′の他に補助電極を設けることもできる
ことはもちろんである。
以上述べた如く本発明によれば、紫外線域の広
い範囲にわたつて光強度の強いランプを得ること
ができるので、より汎用性のある理化学機器に用
いることができ、高感度な分析を行なうことがで
きる。また、本発明の高輝度紫外線光源は、重水
素放電ランプに比べより長寿命であり、経済的で
ある。
い範囲にわたつて光強度の強いランプを得ること
ができるので、より汎用性のある理化学機器に用
いることができ、高感度な分析を行なうことがで
きる。また、本発明の高輝度紫外線光源は、重水
素放電ランプに比べより長寿命であり、経済的で
ある。
第１図は本発明の高輝度紫外線光源において管
壁負荷をパラメータとした時の相対放射輝度と波
長との関係を示すグラフ、第２図は本発明の高輝
度紫外線光源において分子、原子発光の相対放射
輝度と管壁負荷との関係を示すグラフ、第３図は
本発明の高輝度紫外線光源において分子発光の相
対放射輝度と封入モル比との関係を示すグラフ、
第４図は本発明による高輝度紫外線光源の発光管
の構成図である。 １……発光管、２，２′……主電極、３，３′…
…モリブデン箔、４，４′……リード線。
壁負荷をパラメータとした時の相対放射輝度と波
長との関係を示すグラフ、第２図は本発明の高輝
度紫外線光源において分子、原子発光の相対放射
輝度と管壁負荷との関係を示すグラフ、第３図は
本発明の高輝度紫外線光源において分子発光の相
対放射輝度と封入モル比との関係を示すグラフ、
第４図は本発明による高輝度紫外線光源の発光管
の構成図である。 １……発光管、２，２′……主電極、３，３′…
…モリブデン箔、４，４′……リード線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ランプ用ガラス管内に水銀およびタンタルの
ハロゲン化物を封入したメタルハライドランプに
おいて、前記ガラス管の管壁負荷は13W／cm2以上
であり、前記タンタルのハロゲン化物の封入量は
前記水銀の封入量に対してモル比で20％以下の有
限値であることを特徴とするメタルハライドラン
プ。 ２ 前記ガラス管の最冷部の温度は600℃未満で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のメタルハライドランプ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57056606A JPS58175251A (ja) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | 高輝度紫外線光源 |
| US06/477,620 US4622493A (en) | 1982-04-07 | 1983-03-22 | High intensity ultraviolet light source |
| DE3312398A DE3312398C2 (de) | 1982-04-07 | 1983-04-06 | Hochdruck-Entladungslampe zur Erzeugung ultravioletter Strahlung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57056606A JPS58175251A (ja) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | 高輝度紫外線光源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58175251A JPS58175251A (ja) | 1983-10-14 |
| JPH0578138B2 true JPH0578138B2 (ja) | 1993-10-28 |
Family
ID=13031886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57056606A Granted JPS58175251A (ja) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | 高輝度紫外線光源 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4622493A (ja) |
| JP (1) | JPS58175251A (ja) |
| DE (1) | DE3312398C2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4310539A1 (de) * | 1993-03-31 | 1994-10-06 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe für den Einbau in optische Systeme |
| US6536918B1 (en) * | 2000-08-23 | 2003-03-25 | General Electric Company | Lighting system for generating pre-determined beam-pattern |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5245391A (en) * | 1975-10-08 | 1977-04-09 | Hitachi Ltd | Ultraviolet continous spectral source |
| JPS55102165A (en) * | 1979-01-29 | 1980-08-05 | Mitsubishi Electric Corp | High-pressure metal vapor discharge lamp |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2697183A (en) * | 1950-10-16 | 1954-12-14 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | High-pressure electric discharge lamp |
| US3521110A (en) * | 1967-09-25 | 1970-07-21 | Gen Electric | Mercury-metallic halide vapor lamp with regenerative cycle |
| US3720855A (en) * | 1972-02-28 | 1973-03-13 | Gte Laboratories Inc | Electric discharge lamp |
| GB1397034A (en) * | 1973-07-05 | 1975-06-11 | Thorn Electrical Ind Ltd | Discharge lamps |
-
1982
- 1982-04-07 JP JP57056606A patent/JPS58175251A/ja active Granted
-
1983
- 1983-03-22 US US06/477,620 patent/US4622493A/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-04-06 DE DE3312398A patent/DE3312398C2/de not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5245391A (en) * | 1975-10-08 | 1977-04-09 | Hitachi Ltd | Ultraviolet continous spectral source |
| JPS55102165A (en) * | 1979-01-29 | 1980-08-05 | Mitsubishi Electric Corp | High-pressure metal vapor discharge lamp |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3312398C2 (de) | 1986-07-17 |
| US4622493A (en) | 1986-11-11 |
| JPS58175251A (ja) | 1983-10-14 |
| DE3312398A1 (de) | 1983-10-20 |
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