JPS58175251A - 高輝度紫外線光源 - Google Patents
高輝度紫外線光源Info
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- JPS58175251A JPS58175251A JP57056606A JP5660682A JPS58175251A JP S58175251 A JPS58175251 A JP S58175251A JP 57056606 A JP57056606 A JP 57056606A JP 5660682 A JP5660682 A JP 5660682A JP S58175251 A JPS58175251 A JP S58175251A
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- Japan
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- light source
- tube
- luminous tube
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- 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
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- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/82—Lamps with high-pressure unconstricted discharge having a cold pressure > 400 Torr
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- Discharge Lamp (AREA)
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
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】
本発明は発光管内に金属のノ・ロゲン化物を封入してな
るメタルハ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Ｉｎ持つ高輝度紫外＃光源の広帯域高輝度
化に関する。
るメタルハ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Ｉｎ持つ高輝度紫外＃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ｙ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
源の元強度に依存する。最近、極微量の分析が必要にな
ってくるとともに、高い放射輝Ｕ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
輝度の高い紫外＃１元源として特開昭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ｆ１２２０〜４
５０ｎｍの波長範囲において連続スペクトルを持ってい
るが、波長が２４５ｎｍ付近より短波長側ではその放射
輝度はかなり低かった。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
あった。例えば、吸光光度計管用いて糖や有機酸等を検
出するには、こｎらは近紫外域で吸収を持たないため、
波長が２１０ｎｍ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
かつ友。
水素放電ランプがあり、こｙ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
源の元強度に依存する。最近、極微量の分析が必要にな
ってくるとともに、高い放射輝Ｕ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
輝度の高い紫外＃１元源として特開昭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ｆ１２２０〜４
５０ｎｍの波長範囲において連続スペクトルを持ってい
るが、波長が２４５ｎｍ付近より短波長側ではその放射
輝度はかなり低かった。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
あった。例えば、吸光光度計管用いて糖や有機酸等を検
出するには、こｎらは近紫外域で吸収を持たないため、
波長が２１０ｎｍ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
かつ友。
したがって、本発明の目的は紫外域での広い波長範囲に
わたって放射ｉｌｆの高い高輝度紫外線光源を提供する
ことにある。
わたって放射ｉｌｆの高い高輝度紫外線光源を提供する
ことにある。
上記目的を達成するために本発明においては、一対の電
極を備えた発光管内に所定量Ｇ１水銀。
極を備えた発光管内に所定量Ｇ１水銀。
タンタルのハロゲン化物および希ガスを封入してなる高
輝度紫外ａ光源において発光管の管壁負荷を少なくとも
１３Ｗ／ｚザとして高輝度紫外線光源を構成したことを
特徴としている。
輝度紫外ａ光源において発光管の管壁負荷を少なくとも
１３Ｗ／ｚザとして高輝度紫外線光源を構成したことを
特徴としている。
かかる本発明の特徴的な構成によって、波長が１９０〜
２４５ｒ１ｍ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
〜４５Ｏｎｍ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。
２４５ｒ１ｍ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
〜４５Ｏｎｍ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ｎる電
力をその部分の発光管の懺面積で割った値と定義される
。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ｔ Ｐ （Ｗ／ｃｒｎ）とし、発光管内半径を
Ｒ（（７Ｆ＋）とすると、Ｐ／（２ｆＲ）で定義される
。
力をその部分の発光管の懺面積で割った値と定義される
。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ｔ Ｐ （Ｗ／ｃｒｎ）とし、発光管内半径を
Ｒ（（７Ｆ＋）とすると、Ｐ／（２ｆＲ）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
、水銀を添加して刺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ＴａＩ。
の発光効率をあげたり、所望の電気的特性を得るために
、水銀を添加して刺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ＴａＩ。
２ｍｇ／ｃｒｎ” 、 Ｈｇ ６ｍｇ／ｃｍ” 、 Ａ
ｒ ２５ ｔｏｒｒを封入したメタルハライドランプ
ヲ裂作し、その放射輝度を測定した。第１図はその測定
結果を示し良ものである。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ｔものである。波長が２４５ｎｍ付近より長波長
側のスペクトルはＴａ１．の分子発□ 光にＨｇの原子発光が重なったものであり、十分な放射
輝度を持っている。こｎ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Ｈｇ、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／備” ）を増加させることにより、Ｈｇ、の
分子発光屯十分に有効な放射ＩＩ度を持つことを見い出
した。すなわち、Ｈｇ、の分子発光は管壁負荷の増加と
と屯に顕著に強くなる。このようすを第２図に示した。
ｒ ２５ ｔｏｒｒを封入したメタルハライドランプ
ヲ裂作し、その放射輝度を測定した。第１図はその測定
結果を示し良ものである。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ｔものである。波長が２４５ｎｍ付近より長波長
側のスペクトルはＴａ１．の分子発□ 光にＨｇの原子発光が重なったものであり、十分な放射
輝度を持っている。こｎ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Ｈｇ、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／備” ）を増加させることにより、Ｈｇ、の
分子発光屯十分に有効な放射ＩＩ度を持つことを見い出
した。すなわち、Ｈｇ、の分子発光は管壁負荷の増加と
と屯に顕著に強くなる。このようすを第２図に示した。
図中、曲線ａはＨｇ、の分子発光による２２５〜２３
’Ｏｎ ｍの放射輝度、曲線すはＴａ１．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２８０〜２８５ｎｍ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、Ｈｇ。
’Ｏｎ ｍの放射輝度、曲線すはＴａ１．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２８０〜２８５ｎｍ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、Ｈｇ。
の分子発光（曲線ａ）は’ｒａ工ｓの分子発光（曲線ｂ
）やＨｇの原子発光（曲ｌｌ１ＩＣ）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、２２５〜２３０１ｍ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／ｃｍ”以上であｎは良いことか判
る。
）やＨｇの原子発光（曲ｌｌ１ＩＣ）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、２２５〜２３０１ｍ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／ｃｍ”以上であｎは良いことか判
る。
このような管壁負荷が１３Ｗ／ｃｒｎ”以上の高輝度紫
外線光源についてさらに実験を行っ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、メンタル
のハロゲン化物による分子発光を強くすることかできる
。しかし、この時、放電プラズマの温度が下がり、波長
が２４５ｎ’ｍより短波長側にスペクトルを持つＨｇ、
の分子発光は逆く弱くなる。ＴａＩ、、ＨｇおよびＡｒ
２５ｔｏｒｒを封入し九ランプにおいて、ＴａＩ、とＨ
ｇとの刺入量のモル比を種々変えて製作したランプにお
けるＴＪＩＩ、とＨｇｌ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Ｔａ１．の分子発光である３
４０ｎｍの、曲線ｅはＨｇ、の分子発光である２２０ｎ
ｍの、管壁負荷４６ Ｗ ／ｃｍ”の場合における放射
輝ｆｔ−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、Ｈｇ、の分子発光（曲縁
Ｃ）は十分な放射輝度を持ち、波長が１９０〜４５０ｎ
ｍ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っ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、メンタル
のハロゲン化物による分子発光を強くすることかできる
。しかし、この時、放電プラズマの温度が下がり、波長
が２４５ｎ’ｍより短波長側にスペクトルを持つＨｇ、
の分子発光は逆く弱くなる。ＴａＩ、、ＨｇおよびＡｒ
２５ｔｏｒｒを封入し九ランプにおいて、ＴａＩ、とＨ
ｇとの刺入量のモル比を種々変えて製作したランプにお
けるＴＪＩＩ、とＨｇｌ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Ｔａ１．の分子発光である３
４０ｎｍの、曲線ｅはＨｇ、の分子発光である２２０ｎ
ｍの、管壁負荷４６ Ｗ ／ｃｍ”の場合における放射
輝ｆｔ−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、Ｈｇ、の分子発光（曲縁
Ｃ）は十分な放射輝度を持ち、波長が１９０〜４５０ｎ
ｍ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化物は高い飽和蒸気圧
を持っている。九とえば、Ｔａｌ１ｑ３００ｔｌ’で約
２０ ｔｏｒｒの飽和蒸気圧である。
た。すなわちタンタルのハロゲン化物は高い飽和蒸気圧
を持っている。九とえば、Ｔａｌ１ｑ３００ｔｌ’で約
２０ ｔｏｒｒ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、タンタルハロゲン化物を封入し
たランプにおいて、最冷部の温度が６００Ｃ未満とする
ことにより、発光に十分な蒸気圧を保ったまま寿命の長
い光源が実現できる。
ど長くなる。このため、タンタルハロゲン化物を封入し
たランプにおいて、最冷部の温度が６００Ｃ未満とする
ことにより、発光に十分な蒸気圧を保ったまま寿命の長
い光源が実現できる。
次に、本発明の一実施例を第４図により駅間する。同図
において、石英等で構成される紫外ＩＩＩ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
刺止されている。このタングステン主電極２．２′はモ
リブデン箔３．３′を介して、モリブデンでできたリー
ドｊ１４，４’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−Ｇｎている
。用途によっては、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絢透過窓となっている外管中
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ＩＫは
’ｒａｒ、が２ｍｇ／ｃｒ１１” ＋ Ｈｇが６ｍｇ／
ｃｍ” 、Ａｒが２５ｔｏｒｒ到入’ｇｎ”ｒいる。
において、石英等で構成される紫外ＩＩＩ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
刺止されている。このタングステン主電極２．２′はモ
リブデン箔３．３′を介して、モリブデンでできたリー
ドｊ１４，４’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−Ｇｎている
。用途によっては、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絢透過窓となっている外管中
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ＩＫは
’ｒａｒ、が２ｍｇ／ｃｒ１１” ＋ Ｈｇが６ｍｇ／
ｃｍ” 、Ａｒが２５ｔｏｒｒ到入’ｇｎ”ｒいる。
ＴａＩ、の封入方法としては、金属ＴａとＨｇＩ。
とを封入し、発光管１中で反応させることによりＴａＩ
Ｉ、とすることもできる。この発光管１に管壁負荷が１
３Ｗ／ｃｍ”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。
Ｉ、とすることもできる。この発光管１に管壁負荷が１
３Ｗ／ｃｍ”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。
′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。
以上述べ友如く本発明によ扛ば、紫外線域の広い範囲に
わたっ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。
わたっ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全
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ｉ光源において
分子、原子発光の相対放射ＩＩＩｆと管壁負荷との関係
な示すグラフ、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’・・
・モリーシ Ｙ ｌ 口 ＶＬ 玉 酬す菊２ 図 Ｖ９−祈 （ア４償り
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ｉ光源において
分子、原子発光の相対放射ＩＩＩｆと管壁負荷との関係
な示すグラフ、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’・・
・モリーシ Ｙ ｌ 口 ＶＬ 玉 酬す菊２ 図 Ｖ９−祈 （ア４償り
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、一対の主電極を備えた発光管内に所足量の、水銀、
タンタルのノ＼ロゲン化物および希ガスを封入してなる
高輝度紫外＃光源において、上記発光管の管壁負荷を少
なくとも１３Ｗ／ｃｒｎ” としたことを特徴とする高
輝度紫外？ｆ！ｊ光源。 ２、上記タンタルのノ１０ゲン化物の刺入量が上記水銀
の刺入量のモル比で２０％を超えないことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の高輝度紫外線光源。 ３、上記発光管の最冷部の温度が６００Ｃ未満としたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載
の高輝度紫外線光源。
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 true JPS58175251A (ja) | 1983-10-14 |
| JPH0578138B2 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 |
| JPH0578138B2 (ja) | 1993-10-28 |
| DE3312398A1 (de) | 1983-10-20 |
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