KR20000016099A - 황 또는 셀레늄 충전물이 충전된 다중반사 무전극 램프 및 이러한 램프를 사용하여 방사광을제공하는 방법 - Google Patents

황 또는 셀레늄 충전물이 충전된 다중반사 무전극 램프 및 이러한 램프를 사용하여 방사광을제공하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 황 및 셀레늄 램프의 광을 자외선으로 부터 가시광선으로 변환하도록 여러 가지 충전물을 통해서 반사시킨다. 본 발명의 방사광 방사장치는 서로 다른 열 팽창에 따라 균열이 발생하지 않는 제1 부분을 둘러싸는 광 반사 커버를 지니며 또한 광을 전달하는 개구부를 포함하는 제2 부분을 가진 무전극 엔벌로프를 포함하고 있다.

Description

황 또는 셀레늄 충전물이 충전된 다중반사 무전극 램프 및 이러한 램프를 사용하여 방사광을 제공하는 방법
본 출원은 1996년 5월 31일에 출원된 미국 특허출원 제08/656,381호에 대한 계속 출원이다.
본 발명은 밀폐된 도파관을 구비한 무선주파 구동 아크램프에 관한 것으로서, 특히 전원으로서 마그네트론을 이용하는 램프에 관한 것이다.
다음에, 참고자료로 인용된 미국 특허 제5,404,076호와 제5,606,220호, 그리고 PCT 공개공보 제WP/92/08240호는 황 및 셀레늄을 기초로한 필을 이용한 가시광선을 제공하는 램프에 관해 개시되어 있다. 여기서 또한 참고자료로 인용된 1994년 10월 17일에 출원된 미국 특허 제08/324,149호에도 텔루늄을 기초로 한 충전물을 사용하여 가시광선을 제공하는 유사한 램프에 대해 개시되어 있다.
선행기술인 이러한 황, 셀레늄 및 텔루륨 램프는 높은 효율을 갖는 선명한 색을 나타내는 인덱스를 제공한다. 또한 이러한 램프의 무전극 버젼은 수명이 매우 길다.
황, 셀레늄 및 텔루륨 램프의 대부분의 실질적인 예는 제대로 작동시키기 위해 벌브를 회전시킬 필요가 있었다. 이것은 PCT 공개공보 WO 94/08439호에 개시되어 있는데, 여기서는 벌브 회전이 없으면, 독립된 혹은 필라멘트 방전이 일어나며, 이것은 사실상 벌브 내부가 채워져 있지 않다.
상기 종래의 램프에서 대부분 소개된 바와 같이 회전이 필요하면, 어떤 불편함을 초래한다. 이와 같이, 벌브는 모터에 의해서 회전되는데, 이것은 모터의 회전이 실패할 가능성이 있으며, 램프의 수명을 단축시키는 요소가 될 수 있다. 게다가, 부가적 요소도 필요하므로 램프의 구조가 더욱 복잡해지고, 더 많은 여유 공간을 필요로 하게 된다. 그러므로, 앞의 황, 셀레늄 및 텔루늄 램프의 장점을 갖고 있으면서도 벌브 회전을 필요로 하지 않는 램프를 제공하는 것이 바람직하다.
Dewar의 PCT 공개공보 WO95/28069호에 개시된 램프는 벌브 회전을 제거한다는 것을 취지로 한다. 그러나, 이러한 Dewar의 배치에 있어서는, 벌브의 주변과 중앙의 판으로 된 전극을 사용한다는 점에서 복잡하며 또한 중앙 전극이 쉽게 과열된다는 점에서 문제가 있다.
본 발명은 가시광선을 발생시키는 방법과 그러한 방법을 사용하여 벌브 회전을 제거하거나 감소시키는 벌브와 램프를 제공한다.
본 발명은 종래의 기술보다 낮은 밀도의 활성 물질을 가진 황, 셀레늄 또는 텔루늄 충전물을 사용하며, 가시광선을 출력할 수 있으며, 작은 치수의 램프 벌브를 제공하는데 있어 설계의 자유도를 증가시키는데 있다. 이것은 예를 들면, 낮은 파워 램프의 제공을 촉진시켜, 그 스스로 보다 작은 벌브를 사용하는 데 적합하게 할 수 있다. 이 발명의 이러한 특징 및 다른 특징들과 복합적으로 혹은 독립적으로 사용할 수 있다. 예를 들면, 보다 작은 벌브는 회전하거나 또는 회전하지 않않아도 된다.
본 발명의 제1 특징에 의하면, 여기시에 황기 및 셀레늄기에서 선택된 하나 이상의 물질을 함유하는 충전물을 램프에 공급하는 스텝과, 상기 스펙트럼의 자외선 영역내의 실제적으로 스펙트럼 파워 성분 및 상기 스펙트럼의 가시광선 영역내의 스펙트럼 파워 성분을 포함하는 분자 방사광을 발생하기 위해 상기 램프내의 황 또는 셀레늄의 충전물을 여기시키는 스텝과, 다수의 상기 충전물을 통해 상기 컨테인 공간내에서 생성된 방사광을 반사시키는 스텝과, 상기 컨테인 공간으로 부터 가시광을 방사하는 스텝으로 이루어지고,
상기 가시광선 영역내의 방사광에 대해 자외선내의 상기 실제의 스펙트럼 파워 성분에 기인한 상기 방사광의 적어도 일부분을 변환시키기 위해 작용하는 충전물을 통과함에 따라, 상기 변환된 방사광은 자외선 방사를 감소시키는 혼합물을 포함하고, 상기 자외선영역으로 부터 가시광선 영역으로 상기 변환이 없을 경우 반사가 일어나지 않으면, 가시광선 방사가 더 많이 일어난다. 결국, 가시 방사광은 컨테인 공간에서 방사된다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 충전물은 황 또는 셀레늄이 자외선 영역에서의 스펙트럼 파워 성분과 가시광선 영역에서의 스펙트럼 파워 성분을 성분을 발생하기 위해 여기되며, 상기 다중 반사는 원래 성분에 비해 최소한 50%이하의 크기를 가진 자외선 스펙트럼 성분을 감소시킨다.
PCT 공개공보 WO 93/21655호는 황 및 셀레늄 램프에 대해 개시되어 있는데, 동 공개공보에서는 방출된 광의 색온도를 낮추기 위해, 혹은 그것을 흑체의 방사에 더욱 근접하게 하기 위해 광이 벌브로 다시 반사되어 온다. 본 발명과는 달리, 선행 기술 시스템에서는, 적색 영역에서 더 많은 스펙트럼 파워를 가진 또 다른 가시광 스펙트럼을 출력하는 것은 반사되는 가시광선(그리고 높은)의 스펙트럼을 가진 방사광이다. 선행기술과는 달리, 본 발명에서는 반사된 방사광은 자외선 영역에서 실질적인 스펙트럼 파워 성분(예를 들어, 적어도 10%의 총 자외선과 가시광선의 스텍트럼 파워)를 갖는데, 그 일부는 가시광선 영역으로 전환된다. 이것은 본 발명에 있어서 큰 벌브 대신 작은 벌브의 사용을 가능케 하고, 및/또는 벌브를 회전시키지 않고 안정적으로 작동하게 하는 보다 낮은 밀도의 활동 물질을 사용 가능케 하는 다중 반사에 의한 자외선을 가시광선으로 변환시키는 것이다.
이 때문에, 본 발명의 방법은 충전물을 통해서, 결국 외부로 방출되는 광선의 다중 반사를 가지고 있으며, 광이 방출되는 구멍을 제외하고는 석영 둘레에 반사막을 가지는 벌브가 사용되도록 의도되었다. 이러한 "구멍이 있는 램프"는 선행 기술에 알려져 있으며, 그 예로는 Roberts의 미국 특허 제Re 34,492가 있다.
Roberts의 특허는 빛을 안내하도록 기록된 구멍을 제외하고는 그 표면에 반사코팅 처리가 된 무전극 구형막에 관해 개시되어 있다. 그러나, Roberts의 구조는 만약 본 발명이 상업적으로 일반화되어 사용된다면, 본 발명을 실시하는 데는 적합하지 않다는 것이 밝혀졌다. 왜냐하면 이것은 램프 막에 코팅을 하였기 때문이다. 사용중 벌브가 뜨거워지면, 열에 의해 석영막에 각각 다른 열팽창지수가 생겨 피막층에 균열이 일어나기 때문이다. 이와 같이, 벌브의 수명을 상당히 제한된다. 또한, 일반적으로 피막층은 그다지 두껍지 않아, 자외선에서 가시광선으로의 변환에 적합한 파장을 제공하기 위해 요구되는 반사율을 제공하지 못한다.
이러한 문제점은 산발적이며 반사하는 벌브 세라믹 커버를 이용함으로써 해결되는데, 이 커버는 적어도 한 곳 이상의 막에 접촉하며, 온도에 의한 각각 다른 확산에 의하여 균열이 생기지 않는다. 제1 실시예에서, 피막층과는 다른 자켓을 포함하는데, 이 커버는 벌브에 점착성이 없다. 점착성의 결핍은 자켓에 균열을 일으키지 않고 온도에 의한 벌브와 자켓의 팽창을 수용한다. 또한, 이 자켓은 매우 두꺼워 바람직한 파장 변환을 이루기에 충분한 높은 반사율을 제공할 수 있다. 제2 실시예에서, 반사 벌브 커버는 벌브와 같은 재질로 이루어져 있어, 온도에 의한 각각 다른 확산에 의해 균열이 생길 염려가 없다. 이 실시예에서, 커버는 부수적으로 비점착성 자켓의 형태로 있을 수 있다. 다른 실시예에서, 산발적인 반사 파우더는 자켓과 벌브 사이에 배열되어 있다.
램프는 강한 마이크로파 영역에서 여기되었을 경우, 가시광 또는 자외광을 발생하는 밀봉된 투명 엔벌로프(envelope)내에 봉입된 이온화 가능한 매체를 사용한다. 상기 엔벌로프 또는 벌브는 통상적으로 금속 스크린에 의해 광이 방출되는 동안에 마이크로파를 제한하는 금속 컨테이너 또는 캐비티내에 둘러싸여 있다. 마이크로파는 인접하는 도파관, 마그네트론에 결합되는 상기 도파관의 타단부에 결합된 개구부를 통해서 캐비티내로 들어간다.
마그네트론으로부터 방사되는 고주파 전력은 도파관을 통해서 캐비티로 전달되면서 방전램프를 여기시킨다. 램프에 의해 흡수되지 않은 고주파 전력은 마그네트론을 향해 반사된다. 상기 캐비티의 단부를 한정하는 개구부는 벌브에서 고주파 전력의 흡수를 증가시키도록 마이크로파 영역을 강하게 하는 캐비티내에서 공명을 제한하기 위하여 사용할 수 있으므로, 반사되는 고주파 전력을 감소시킨다.
마그네트론은 자체의 공진기와 출력부하 사이에 직결된 스스로 여기하는 발진기이다. 상기 출력부하에서 반사되는 고주파 전력은 동작 주파수, 고주파 전력 및 동작 안정성을 변화시키는 강한 작용을 한다. "싱크(sink)"로 알려져 있는 특수 위상의 강한 반사는 마그네트론의 공진기내에 저장된 에너지를 감소시켜 안정성이 없고 또 주파수를 점핑시키는 원인이 된다.
램프자체는 각각 다른 전원을 필요로 한다. 이온화되기 전에, 벌브내의 가스는 마이크로파 전력을 흡수하지 못한다. 상기 벌브내의 전계강도는 절연파괴를 얻기 위하여 고레벨로 설정되어야만 한다. 상기 가스가 이온화되면, 벌브내의 충전물을 증발시키기 위하여 벌브를 가열하여야 한다. 벌브내의 임피던스는 비이온화의 경우보다 매우 낮으며, 벌브를 가열시켜서 임피던스를 변화시키며, 벌브를 응축상태에서 방전상태로 변화시켜서, 최종적으로 장시간동안 광출력효율이 월등히 높은 동작조건에 도달된다.
이들 임피던스는 마그네트론의 여러 가지 반사값을 변화시킨다. 그러므로, 램프의 설계자는 캐비티의 개구부, 도파관의 길이를 조절할 수 있어, 도파관내의 동조부품을 변화시킬 수 있다. 이것은 싱크로부터 멀리 떨어진 이온화되기 전에 높은 반사를 유지하여 가열사이클시에 주파수 점핑을 피할 수 있어, 장시간 동작시에도 안정성을 제공한다.
또한, 다른 관점에서 용이하게 설계할 수 있다. 상기 제품은 경제적이며, 크기가 콤팩트하고, 내구성이 있으며, 재현성을 요구하고 있다. 아이솔레이터의 사용으로 인한 코스트의 증가를 방지한다. 콤패트 사이즈는 도파관의 길이를 최소화한다.
많은 종류의 조리개 및 포스트 타입의 고주파 설계에 알려져 있지만, 고주파 아크램프에 주로 사용되는 동조부품은 용량성 스크류 또는 동일한 사이즈의 고정 노브가 있다. 이것은 서로 대향하는 2개의 벽에 접촉시켜야만 하는 포스트보다 더 용이하게 하나의 벽에만 부착할 수 있다는 이점이 있다. 도파관의 길이가 반파장의 안내파장(마그네트론 안테나와 결합슬롯사이)보다 길 경우, 잘못 정합되거나 또는 어떤 위상을 적절하게 정합시키기 위하여 용량성 튜너를 사용해도 된다. 상기 튜너부품은 2가지 효과를 가진다. 첫째는 반사계수가 그 이외 부하의 반사계수에 합산되어 있다. 둘째는 도파관의 유효길이가 약간 증가된다.
〔발명의 요약〕
새로운 램프를 설계하는데 있어서, 캐비티와 결합 조리개가 설정되고, 또 도파관의 길이와 마그네트론의 위치가 설정된다. 그러나, 임피던스 정합이 최적조건이 되지 않으며, 도파관의 길이(앞의 설명 참조)가 파장의 반(1/2)보다 짧다. 용량성 튜너를 부가하기 위한 시도는 부적절함을 나타내며, 가장 좋은 위치는 마그네트론 안테나 상에 직접 위치시키는 것이다.
마그네트론과 캐비티 개구부와의 사이에 도파관의 측벽상에 유도성 튜너가 위치하고 있다. 도파관의 측벽에 배설되는 금속 융기부(돌출부)는 그 위치에서 유도성 조리개, 도파관의 차단주파수를 올리는 작용을 한다. 따라서, 상기 튜너는 유도성 위상 및 도파관의 유효길이를 약간 짧게 한다. 상기 램프는 이 튜너와 함께 효과적으로 작동한다. 상기 유도성 튜너는 단일한 블록, 반원통체 또는 한쪽 벽에 부착된 반구체 또는 그 결합체, 또는 대향하는 벽상에서 서로 대향하는 2개의 대상물이어도 된다. 이들 형상은, 예를 들면 스크류, 납땜 또는 용접에 의해 도파관을 설치한 후, 이 도파관 내에 튜너를 설치할 수 있는 정도의 것이 적합하다. 또한, 상기 튜너는 도파관의 벽내에 성형해도 된다. 구성방법에 의존하여 두터운 조리개와 같은 도파관의 상부 및/또는 하부의 넓은 벽에 결합시키는 것은 튜너를 형성하기 위한 이점일 수 있다.
도 1은 기본 충전물로 황, 셀레늄 또는 텔루륨을 가진 종래의 램프를 도시한 도면이다.
도 2는 램르구경을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무전극 램프 벌브를 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5는 특수한 구조를 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 9 내지 도 10은 확산 오리피스의 사용을 도시한 도면이다.
도 11 내지 도 13은 또 다른 확산 오리피스를 도시한 도면이다.
도 14 내지 도 16은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시예에서 코팅된 마이크로파 램프용 벌브와 코팅되지 않은 마이크로파 램프용 벌브 사이의 표준화된 스펙트럼을 비교하는 도면이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에서 코팅된 마이크로파 램프용 벌브와 코팅되지 않은 마이크로파 램프용 벌브 사이의 스펙트럼을 비교하는 도면이다.
도 19는 본 발명의 실시예에서 코팅된 고주파(R.F) 램프용 벌브와 코팅되지 않은 고주파 램프용 벌브 사이의 표준화된 스펙트럼을 비교하는 도면이다.
도 20은 실시예에서 코팅된 고주파(R.F) 램프용 벌브와 코팅되지 않은 고주파 램프용 벌브 사이의 스펙트럼을 비교하는 도면이다.
도 1에는 황, 셀레늄 또는 텔루륨을 함유하는 충전물을 가진 종래의 램프를 도시하고 있다. 상기 종래의 특허는 참조를 위하여 여기에 소개되어 있으며, 상기 종래의 특허는 공급되는 광이 스펙트럼의 가시 영역 내에서 주로 분자 방사광이다.
램프(20)는 금속 원통 부재(26)와, 금속망(28)으로 구성되어 있다. 상기 금속망(28)은 그 내부에 대개의 마이크로파 에너지를 보유하면서 캐비티로 부터 광의 방출을 허용한다.
상기 캐비티내에는 벌브(30)가 배설되어 있으며, 도시한 본 발명의 실시예에서는 상기 벌브(30)는 구형상을 이루고 있다. 상기 벌브(30)는 스템에 의해 지지되어 있으며, 상기 스템은 벌브(30)를 회전시킬 수 있도록 모터(34)에 연결되어 있다.
마이크로 파워는 마그네트론(36)에 의해 발진되고, 상기 마그네트론(36)에서 발진된 마이크로 파워는 도파관(36)을 통해서 캐비티(24)의 벽에 형성된 도시하지 않은 슬롯에 전달되며, 특히 상기 캐비티(24)에 결합되어 있는 위치로 부터 벌브(30)내의 충전물에 전달된다.
상기 벌브(30)는 벌브 엔벌로프와, 상기 벌브 엔벌로프내에 충전된 충전물을 포함한다. 상기 충전물은 희가스를 함유하는 외에, 황, 셀레늄 또는 텔루륨 또는 이들 황, 셀레늄 또는 텔루륨의 화합물을 함유한다. 예를 들면, InS, As2S3, S2Cl2, CS2, In2S3, SeS, SeO2, SeCl4, SeTe, SCe2, P2Se5, Se3As2, TeO, TeS, TeCl5, TeBr5및 TeI5를 사용할 수 있다. 실내온도에서 예를 들면, 고체 또는 액체 상태인 충분히 낮은 증기압을 지니는 부가적인 화합물을 사용할 수 있으며, 동작온도에서 유용한 조도를 제공하도록 충분히 낮은 증기압을 지니는 부가적인 화합물을 사용할 수 있다. 상술한 황, 셀레늄 및 텔루륨 램프를 설명하기 전에 이 기술분야에서 공지인 램프에 의해 발생된 이들 물질의 분자 스펙트럼은 우선 자외선 영역에 존재한다는 것이 인식되어 있다. 도 1을 관련하여 설명한 황, 셀레늄 및/또는 텔루륨 램프에 의해 행해지는 처리에 있어서, 황 원소, 셀레늄 원소 및/또는 텔루륨 원소(이하, "활성재질"이라 한다)에 의해서 제공되는 방사광은 종래의 램프, 예를 들면 자외선 영역내의 초기와 거의 유사하다. 그러나, 방사광이 엔벌로프로 나아가는 충전물을 통해 통과할 때, 흡수처리에 의해 변환되어서 최초의 가시 방사광으로 다시 방사된다. 상기 변환의 크기는 광학 통로 길이, 예를 들면 벌브의 직경에 의해 배가되는 충전물내의 활성 재질의 밀도에 직접 관계된다. 작은 벌브를 사용할 경우에는, 필요로 하는 가시 방사광을 효과적으로 생성하기 위하여 고밀도의 활성재질을 공급하여야만 하고, 이에 반하여 큰 벌브를 사용할 경우에는 저밀도의 활설재질을 사용할 수 있다.
본 발명의 특징에 의하면, 다수의 충전물을 통해서 최초로 통과한 후에 방사광을 반사함으로써, 벌브의 직경을 증가시키지 않고 광학 통로 길이를 크게 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 활성화 재질의 농도 및 벌브 사이즈는 충분히 작아서, 충전물을 통해 최초로 통과되고 반사되고 있는 방사광은 자외선 영역내에서 실제적으로 스펙트럼 파워 성분을 가진다. 즉, 다중 반사가 없을 경우에는 상기 벌브로 부터 방사되고 있는 스펙트럼은 가시 램프에 사용할 수 없다. 그러나, 다중반사에 기인하여, 자외 방사광은 가시가능하게 변환되서 양호한 스펙트럼을 발생한다. 상기 충전물을 통한 다중반사는 어떤 주어진 적용을 위해 받아들이 수 있는 스펙트럼을 제공하기 위하여 작은 밀도의 활성화 재질의 사용을 허용한다. 또한, 상기 작은 밀도의 충전물은 전기적 임피이던스를 감소시키며, 이것은 많은 실시예에 있어서, 상기 충전물에 결합되는 마이크로파 또는 고주파를 제공한다. 이와 같은 작은 밀도의 활성화 재질의 동작은 상기 벌브가 회전되지 않아도 안정된 동작을 촉진시킨다. 또한, 작은 용량의 벌브를 사용하는 것은 설계의 유연성을 증가, 즉 낮은 파워 램프의 제공을 용이하게 한다. 여기에서 사용된 "마이크로파"는 "R.F."의 주파수 대역보다 높은 주파수 대역을 말한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 방법은 광을 외부로 방사하기 전에 충전물을 통해서 다중 반사가 요구되고 있기 때문에, 광이 존재하는 위치로 부터 개구부를 제외한 벌브상에 반사층을 가진 벌브를 사용하는 것이 고려되고 있다. 이러한 타입의 램프에 대해서는 도 2에 도시한 로버트의 특허 출원번호 RE 34492호에 개시되어 있다. 도 2에서, 구형상의 엔벌로프 또는 벌브(9)는 대표적으로 방전형성 충전물(3)을 함유하는 석영으로 제작되어 있다. 상기 엔벌로프는 개구부(2)를 제외한 모든 면에 반사 피막층(1)을 구비하고 있고, 이것은 광 안내부재(4)와 함께 부착되어 있다.
그러나, 지금까지 설명한 바와 같이, 로버트 특허의 구조는 천연 접착제(벌브의 재질과는 다른 재질)에 의해 코팅되어 있는 피막층(1)을 사용하기 때문에, 본 발명의 방법을 실행하는 것에는 적절하지 못하다. 상기 벌브가 통상적/상업적으로 사용되어 벌브가 가열되면, 석영 엔버로프와 피막층(1)의 서로 다른 열팽창 계수에 의해 피막층(1)에 균열이 발생된다. 따라서, 상기 장치의 수명이 완전히 제한을 받는다. 또한, 상기 코팅층은 자외선으로 부터 가시광선으로의 적절한 파장 변환을 제공하기 위하여 요구되는 반사등급을 제공하기 위해 통상적으로 충분히 그 두께가 두텁지 않다.
도 3에는 이들 문제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 실시예가 도시되어 있다. 충전물(42)이 밀봉되어 있는 벌브(40)는 비접착성 반사 자켓(44)에 의해 둘러싸여 있다. 상기 자켓(44)은 소망의 파장 변환을 성취하기 위하여 충분히 큰 자외선 방사광을 제공하기 위해 충분히 두텁게 제조되어 있다. 상기 벌브(40)와 자켓(44) 사이에는 대체로 수천분의 1인치 정도의 에어 간극(46)이 형성되어 있다. 상기 자켓(44)은 최소한 한 위치에서 벌브와 접촉하며, 여러 위치에서 벌브(40)와 접촉해도 된다. 광은 개구부(48)를 통해서 배출된다. 상기 자켓(44)은 벌브(40)에 접착되어 있지 않기 때문에, 동작온도에서 서로 다른 열팽창은 상기 자켓(44)의 균열을 발생하지 않는다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 자켓(44)과 벌브(40) 사이의 간극내에 알루미나 분말 또는 기타 분말등과 같은 난 반사 분말을 충전물로서 사용해도 된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 벌브와 같은 재질로 제조된 세라믹으로 덮인 반사 벌브를 사용하고 있다. 그러므로, 벌브와 자켓이 서로 다른 열팽창 계수를 가진 재질로 되어 있어도 문제가 없다. 또한, 상기 벌브에 부착되지 않도록 이와 같이 벌브를 덮는 커버를 구성하고 있다.
자켓을 구성하는 하나의 방법에 있어서, 소결된 본체가 구형상의 밸브상에 직접 구축되어 있다. 그것은 분말로서 시작되지만 소결된 고체를 형성하도록 가열되고 압축된다. 접착성이 없기 때문에, 상기 자켓이 균열을 일으키면, 분리될 것이다. 따라서, 적절한 재질로는 알루미나 분말, 실리카 분말 또는 그들 혼합물을 들 수 있다. 여기에서 설명된 바와 같이 상기 자켓은 자외선 반사 및 가시광 반사를 제공하기 위하여 충분히 두텁게 제조되어 있고, 그 두께가 통상적으로 0.5㎜ 이상이고, 대체로 2-3㎜ 이상이며, 피막층의 두께보다 충분히 두텁다.
자켓의 구조를 도 4 및 도 5를 참조하면서 설명한다. 이 경우에 있어서, 상기 자켓은 상기 벌브로 부터 분리되어서 형성되어 있다. 상기 석영 벌브는 구형상으로 블로우 몰딩되어 있어서, 외경과 벽 두께의 칫수가 조정되어 있다. 충전 튜브는 몰딩시에 구형상의 벌브에 부착되어 있다. 예를 들면, 외경이 7㎜이고, 벽 두께가 0.5㎜이며, 0.05㎎ Se 및 500토르(Torr)의 크세논이 충전되어 있는 벌브는 유도 결합된 장치로서 동작한다. 상기 충전 튜브는 벌브로 부터 돌출된 짧은 돌기부만이 남도록 제거된다. 상기 자켓은 도면에 도시한 바와 같이 두 개의 부재(44A,44B)로 되어 있으며, 소결되어 고 반사성의 알루미나(Al2O3)로 형성되어 있다. 상기 자켓 재질의 입자 사이즈 분포 및 결정구조는 소망의 광학 특성을 제공할 수 있어야 한다. 분말 형태의 알루미나는 서로 다른 제조자에 의해 판매되고 있으며, 예를 들면, 알루미나 분말은 NP-999-42(상품명)로 니치아 아메리카사(Nichia America Corp.)에서 판매되고 있다. 도면은 벌브의 센터를 통해 벌브, 자켓 및 개구부의 단면을 도시한 도면이다. 도면에서 선단부는 도시하지 않았다. 상기 자켓의 내경은 도시하지 않은 선단부 근처 영역을 제외하고 구형의 형상을 이룬다. 부분적으로 소결된 상기 자켓은 넥부(입자와 입자간의 결합 부분)의 입자등급에 대해 소결되어 있으며, 상기 넥부분의 입자는 마이크로 스케일에 의해 관찰할 수 있다. 상기 소결은 세라믹을 통해 필요로 하는 도전성 열에 의해 제어된다. 상기 넥부의 목적은 세라믹의 반사성에 최소 영향을 가지면서 열 전도를 증가시키는 것이다. 상기 세라믹의 두쪽은 인접해서 배치하기 위한 크기로 되어 있고, 메카니컬 수단에 의해서 함께 지지할 수 있거나, 또는 예를 들면 제너럴 일렉트릭 아아크 튜브 코팅 번호 113-7-38을 사용하여 견고하게 결합시킬 수 있다. 상기 자켓의 내경 및 외경은 평균 에어 간극이 상기 벌브로 부터 떨어져서 적절한 열전도를 허용하도록 선택되고, 상기 자켓의 두께는 필요로 하는 반사성을 위해 선택된다. 벌브는 수천분의 1인치의 에어 갭으로 작동되며, 최소 세라믹 두께는 1㎜ 보다 얇다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 벌브용으로 사용된 재질은 석영(SiO2)이고, 반사 피막층은 실리카(SiO2)이다. 상기 재질은 동일하기 때문에 서로 다른 열 팽창을 해도 문제가 발생되지 않는다. 상기 실리카는 아몰퍼스(비정질 상태)이고, 용이하게 함께 용융되는 작은 편을 포함한다. 상기 실리카는 소망의 반사성을 달성하기 위하여 충분히 두터운 두께로 제조되어 있으며, 색상은 백색이다. 또한, 상기 실리카는 비점착성 자켓의 형태로 적용해도 된다.
상술한 본 발명의 특징 및 도 6 내지 도13은 황, 셀레늄 및 텔루륨을 기본으로 하는 충전물을 사용하였을 경우에 특별한 적용성을 가지며, 이들은 독립적인 충전물이라는 이점을 가지며, 따라서, 주석 할로겐화물, 인듐 할로겐화물, 갈륨 할로겐화물, 브롬 할로겐화물(예를 들면 옥화물), 및 탈륨 할로겐화물등과 같은 여러 가지 금속 할로겐화물 충전물을 포함하는 모든 충전물과 함께 사용할 수 있는 이점이 있다.
황, 셀레늄 및 텔루륨을 기본으로 하는 충전물과 함께 사용하였을 경우, 도 3에서 자켓(44)용 재질은 자외선 및 가시광선 영역에서 높은 반사율로 반사시키고, 이들 범위에 걸쳐서 흡수가 적으며, 또한 적외선 영역에서도 흡수가 적어서 바람직하다. 상기 피막층은 그 면에서 입사된 모든 자외선 및 가시광선을 실제적으로 반사하며, 이것은 스펙트럼의 자외선 및 가시광선 부분의 모든 반사율이 적어도 330㎚ 와 730㎚ 사이의 파장범위(자외선 및 가시광선)에 걸쳐서 85% 이상임을 의미한다. 이와 같은 반사율은 97% 이상이 바람직하고, 99%이 더욱 바람직하다. 반사율은 내부로 되돌아오는 상술한 파장 범위의 입사 방사 파워의 총 백분율로서 정의된다. 광의 모든 손실은 반사회수에 대해 배수이므로, 높은 반사율이 바람직하다. 자켓(10)은 바람직하게는 방사광을 확산해서 방사하는 반사기이지만, 금속 반사경일 수도 있다. 상기 자켓(10)은 입사각과 무관하게 입사되는 방사광을 반사시킨다. 상술한 반사율은 330㎚ 이하의 파장에 걸쳐 퍼져 있는 것이 바람직하고, 250㎚ 이하 및 220㎚ 이하가 더욱 바람직하다.
또한, 필요하지는 않다할지라도 적외선을 방사하는 것은 상기 자켓을 위해 이점이 있으므로, 재질은 자외선으로 부터 적외선을 통해 높은 반사율로 반사하는 것이 바람직하다. 에너지 균형을 개선하기 때문에, 높은 적외선 반사율이 바람직하고, 높은 적외선 반사율은 낮은 파워에서 동작하게 한다. 또한, 상기 자켓은 벌브내에서 발생되는 고온을 견딜 수 있어야 한다. 상술한 바와 같이 알루미나 및 실리카는 적당한 재질이며, 필요로 하는 반사성을 제공함과 동시에, 구조 경직성을 제공하기 위하여 충분히 두터운 자켓의 형태로 존재하고 있다. 상술한 바와 같이, 황 또는 셀레늄을 사용한 벌브의 동작에 있어서, 피막층에 의한 다중 반사는 저밀도의 활성 재질 및/또는 작은 벌브의 동작을 허용하는 큰 효과를 시뮬레이트한다. 양자의 각 흡수 및 재 방사는 장파장을 향해 분포하도록 스펙트럼 파워의 변화에 따라 반사되는 실제의 자외선 방사에 대응하는 것들을 포함한다. 벌브 엔벌로프내에서 광자의 바운드 평균회수가 많으면 많을수록, 흡수/재방사수가 증가하고, 그 결과, 광자와 결합된 스펙트럼 시프트가 증가한다. 상기 스펙트럼 시프트는 활성공간의 온도 변화에 제한받는다.
도 3에서 개구부(48)에는 자켓이 없는 것같이 도시되어 있음에 반하여, 자외선 반사율이 높은 물질을 구비하고 있는 것이 바람직하나, 가시 방사광에 대해 투명성이 높다. 이와 같은 물질의 예로는 바람직한 광학 특성을 가진 다층 절연 적층체이다.
파라미터 알파는 개구 영역을 구비한 반사면의 전체 영역에 대해 개구면 영역의 비로 정의된다. 따라서, 상기 파라미터 알파는 매우 작은 개구부를 위한 제로 근처에서 반이 코팅된 벌브를 위한 0.5까지 사이의 값을 취할 수 있다. 상기 파라미터 알파는 여러 가지 적용을 위하여 0.02 내지 0.3 범위내의 값을 가진다. 또한, 이 범위의 알파 비는 특수한 적용에 의존하여 작업을 하긴 하지만, 효과는 적다. 적은 알파 값은 대표적으로 밝기를 증가시키지만, 색상 온도는 감소시키며, 효율은 낮다. 따라서, 본 발명은 매우 밝은 광원을 제공할 수 있다는 이점이 있다.
도 6에 도시한 본 발명의 다른 실시예는 개구부와 함께 인터페이스하는 광 파이버 형태로 광 포트를 사용한다. 상기 개구부의 영역은 상기 포트의 단면인 것을 고려해야 한다. 도 6의 실시예에 있어서, 산만하게 반사되는 자켓(10)은 벌브(19)를 둘러싸고 있다.
본 발명의 또 다른 실시예를 도 7에 도시하고 있으며, 여기에서 앞의 실시예와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고 있다. 도 7에서, 개구부(12')와 인터페이스하는 광 포트는 합성 파라볼릭 반사기(70; Compound Parabolic Reflector, 이하 CPC라고 한다)이다. 도시한 바와 같이, CPC는 틸트 각도로 서로를 향해 틸트되는 2개의 파라볼릭 부재와 같은 단면으로 나타난다. 0 내지 90도로 부터 많은 작은 각도분포까지, 예를 들면 제로 내지 10도 또는 그 이하(표준 각도로 부터 최대 10도)까지의 각도 분포를 가진 광으로 변환한다. 상기 CPC는 에어 또는 총 내부 반사를 사용한 반사기로 작동되는 반사기의 하나이다.
도 7에 도시한 실시예에 있어서, 상기 CPC는 예를 들면, 자외선 및 가시광선을 반사하도록 CPC의 내면을 코팅함으로써 배치해도 되며, 한편 가시광선이 통과하는 단면(72)을 구비해도 되지만, 상기 개구부를 통해서 복귀되는 원하지 않는 방사광 성분을 반사하기 위한 형상으로 하거나 또는 코팅하여도 된다. 이와 같은 원하지 않는 방사광 성분은 예를 들면 제한없이 특수 파장 영역, 즉 특수 편광 및 특수 배향광을 포함해도 된다. 점선으로 도시한 바와 같이 상기 단면(72)은 방사광을 통과시키고 반사하는 것을 내포하고 있다.
도 8은 CPC를 사용한 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다. 이 실시예에 있어서, 벌브는 도 7에 도시한 벌브와 같으며, 여기에서 광 포트는 상기 CPC광를 이송하는 파이버(14")이다. 도 8의 실시예에 있어서, 상기 CPC에 도달되는 열은 도 7의 실시예 보다 적다. 도 6 내지 도 8에 도시한 실시예에 있어서의 문제점은 벌브와 광 포트 사이에 광이 빠져나갈 수 있는 교차점이 있다는 점이다.
이와 같은 문제점은 광 포트로서 상기 개구부의 전면에 자켓에 의해 형성된 오리피스를 확산 반사벽(47)내면에 형성함으로서 해결할 수 있다. 따라서, 도 9에 도시한 바와 같이 광 파이버(80)가 확산 오리피스의 전면에 배설되어 있고, 도 10에 도시한 바와 같이 광학 반사기(82;예를들면 CPC)가 상기 오리피스의 전면에 배설되어 있다. 광은 상기 오리피스를 통해서 확산되어, 급작스러운 교차를 만남이 없이 광 통로 또는 광파이버(80)를 향해 원활하게 들어간다. 이러한 적용에 따라, 상기 광통로 또는 광 파이버의 직경은 크거나, 작거나 또는 상기 오리피스의 직경과 같은 직경이어도 된다.
상기 확산 오리피스는 광을 임의로 추출하도록 충분히 길게 제조되어 있으나, 광이 너무 많이 흡수되지 않도록 너무 길게 제조되어 있지 않다. 도 11 내지 도 13은 여러 가지 종류의 오리피스를 도시하고 있다. 도 11에 있어서, 상기 자켓(90)은 평탄면(94)이 프론트에 존재하는 오리피스(92)를 구비하고 있다. 도 12에 있어서, 자켓(91)은 그 두께를 넘어서 뻗은 길이를 가진 오리피스(93)를 구비하고 있다. 도 13에 있어서, 자켓(95)은 점차적으로 두께가 두터워지는 후육부(98)를 구비한 오리피스(97)를 구비하고 있다. 상기 오리피스의 단면 형상은 대표적으로 원형이지만, 장방형 또는 기타 여러 가지 형상으로 형성해도 된다. 내측 반사벽은 한점으로 수렴하거나 또는 확산되어도 된다. 이들 오리피스의 설계는 이 기술분야에서 여러 가지 종류로 설명되고 있다. 여러 가지 반사기(49)(도 11에서 96)가 도 3, 도 9, 도10 및 도11에 도시되어 있다. 상기 반사기(49)는 상기 자켓(44)과 접촉하거나 또는 인접해서 위치하고 있고, 그 기능은 상기 오리피스에 인접한 인터페이스 근처에서 누설되는 광을 반사하는 것이다. 한편 상기 반사기는 선택사양이며, 성능 개선이 기대된다. 상기 인터페이스 근처 세라믹 내로 되돌아와서 반사되는 광은 흡수가 없을 경우, 개구부 또는 벌브 내로 복귀되는 것을 우선적으로 발견될 것이다. 상기 반사기의 방사 치수(상기 오리피스가 원형단면을 가질 경우, 상기 반사기는 도너츠 형상이며, 그 치수는 "래디얼(radial)"이다)는 오리피스(47)의 높이와 같거나 또는 작다. 상기 반사기는 육안으로 볼 수 있도록 절연 적층체로 코팅된 석영이 바람직하다.
도 14는 자외선/가시광선 반사 피막층(51)이 금속 밀봉체(52)의 벽에 피착되어 있는 본 발명의 다른 실시예를 도시하고 있다. 상기 밀봉체(52)내에는 반사 피막층(51)이 박리되지 않는 벌브(50)이다. 또한, 스크린(54)은 상기 밀봉체(52)를 완성시키는 개구부이다. 상기 반사면은 상기 스크린(54)영역을 통해서 나오도록 발생된 광을 포함한다. 상기 밀봉체(52)는 마이크로파 캐비티일 수 있으며, 여기된 마이크로파는 예를들면 상기 캐비티내에 형성된 결합 슬롯을 통해서 도입된다. 한편, 상기 마이크로파 또는 고주파는 공진 캐비티를 갖지 않는 상기 밀봉체(52)에 유도적으로 인가되나, 유효차폐 공간을 제공한다. 도15에 본 발명의 실시예에서 제공되는 유효차폐 공간을 도시하고 있다. 상기 벌브는 도 3에 도시한 것보다 알파만큼 크게 도시되어 있으나, 도 3에 관련해서 설명한 것과 유사하다. 마이크로파 또는 고주파 파워중 어느 하나가 인가되며, 인가된 파워는 벌브를 둘러싸는 결합코일(62;단면으로 도시)을 여기시킨다. 패러디(Faraday)차폐기(60)는 광 포트(69)둘레 영역을 제외한 전자차폐를 위해 유니트를 둘러싸고 있다. 필요한 경우, 로시 페라트 또는 기타 마그네틱 차폐재를 보조 차폐를 제공하기 위해 패러디 차폐기(60)외측에 배설해도 된다. 다른 실시예에 있어서, 다른 광학 엘레멘트는 개구부를 통해 통신할 수 있으며, 이 경우에는 상기 패러디 차폐기(60)는 광학 엘레멘트로 둘러싼 영역을 제외하고 장치를 둘러싼다. 폐쇄된 박스내의 개구부는 충분히 차폐되도록 매우 작다. 충전물 내의 활성물질 밀도는 표준값과 같은 값으로 부터 매우 낮은 밀도값까지 변화시킬 수 있다.
본 발명은 벌브를 회전시키지 않고 가시광을 안정적으로 제공할 수는 있으나, 특정 적용에 있어서는 벌브를 회전시키는 것이 바람직하다. 도 16의 실시예는 이것을 어떻게 달성할 것인지를 도시하고 있다. 도면에 있어서, 가시광이 차단되지 않도록 벌브를 에어 터빈에 의해 회전시킨다. 에어베어링(7) 및 에어 흡기구(8)가 도시되어 있고, 도시하지 않은 에어 터빈으로 부터 에어 흡기구(8)로 도입된다.
한편, 본 발명의 특징인 방법을 실행하는 것에 대해 벌브 또는 밀봉체 내부의 차폐기의 반사 매체와 관련하여 설명하였으나, 다양한 충전물을 통해 방사광을 반사하도록 위치하고 있는 반사매체인 것을 요구하는 것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 절연 반사기를 벌브의 외측에 배치해도 된다. 또한, 결합 슬롯을 가진 마이크로파 캐비티를 사용하는 본 발명의 실시예에 있어서, 광 손실은 절연 반사커버를 사용하여 슬롯을 덮으므로서 피할 수 있다. 상술한 파장 변환의 원리를 도 17을 관련해서 설명한다. 도 17은 자외선 영역 및 가시광선 영역에서 황충전물을 함유하는 무전극 램프 벌브의 각 스펙트럼을 도시하고 있다. 스펙트럼A는 0.43㎎/㏄의 낮은 황 충전물 밀도를 가지며, 반사 자켓 또는 피막층을 전혀 갖지 않은 벌브의 스펙트럼이다. 여기에서, 상기 벌브로 부터 방사되는 방사광 부분은 자외선 영역(여기에서 370㎚이하로 한정함)인 것을 알 수 있다.
한편, 스펙트럼B는 본 발명의 특징에 따른 다중반사를 제공하도록 코팅되어 있는 동일한 벌브의 스펙트럼이다. 여기에서, 가시광선 영역에서 스펙트럼B의 방사 부분이 크고, 자외선 방사광은 50% 이상 감소되어 있는 것을 알 수 있다.
도 17에 도시한 바와 같이 스펙트럼B는 어떤 적용을 위해서는 적절한 반면에, 높은 반사력을 가진 피막층을 이용함으로서, 자외선은 적고 가시광선은 비례적으로 많은 스펙트럼을 얻을 수 있다. 상술한 바와 같이, 개구부가 적을수록 비교적 가시광선이 많이 발생되나, 효율은 낮다. 본 발명의 이점은 매우 작은 개구부를 형성함으로서 예를 들면 투사 장치에 적용할 수 있는 밝은 광원이라는 것이다. 이 경우에, 광원이 밝을수록 효능은 낮아진다.
스펙트럼B를 얻기 위하여 사용되는 램프는 내경이 33㎜이고, 외경이 35㎜인 석영제의 구형상 벌브에는 0.43㎎/㏄밀도의 황과 50torr의 아르곤 가스가 충전되어 있다. 도 17 내지 도 20에 사용된 벌브는 본 발명의 방법을 입증하기 위해서만 사용되고 있고, 코팅되어 있다. 상술한 바와 같이, 코팅된 벌브는 수명문제 때문에, 상업적으로 사용되지 않는다. 도 17 및 도 18의 벌브는 개구부 영역을 제외하고 0.18㎜ 두께의 알루미나(제너럴 일렉트릭사 조명제품 번호 113-7-38)로 코팅되어 있고, 알파값이 0.02이다. 상기 벌브는 결합 슬롯을 가진 원통형상의 마이크로파 캐비티로 둘러싸여 있고, 400와트의 마이크로파 파워가 인가되고 있으므로, 파워 밀도가 21와트/㏄가 된다.
도 17의 스펙트럼은 표준화, 즉 각각의 스펙트럼의 피이크가 독단적으로 평준화되어 있다. 도 17 및 도 18의 램프는 상기 벌브를 회전시키지 않고 동작시켰다. 표준화되지 않은 스펙트럼은 도 18에 도시하고 있다.
도 19는 자외선 영역에서 실질적으로 스펙트럼 성분을 가지는 피막층이 없는 고주파 파워가 인가된 황충전물이 충전된 램프를 위해 얻은 표준화된 스펙트럼A를 도시하고 있고, 반사 코팅이 형성된 같은 램프를 위해서 얻은 표준화된 스펙트럼B를 도시하고 있다. 여기에서, 스펙트럼B가 가시광성이 비례적으로 많다는 것을 알 수 있다. 이 경우에 있어서, 상기 벌브는 내경이 23㎜이고, 외경이 25㎜이며, 그 내부에는 밀도가 0.1㎎/㏄인 황 및 100torr의 크립톤 가스가 충전되어 있다. 파워 밀도 35와트/㏄를 얻기 위하여 220와트의 파워가 인가되고 있다. 상기 코팅된 벌브는 0.4㎜의 두께로 알루미나가 코팅되어 있고, 알파값이 0.07이다. 상기 램프는 벌브의 회전시키지 않고 안정적으로 동작하며, 표준화되지 않은 스펙트럼은 도 20에 도시되어 있다. 다중 반사에 있어서, 방사광이 손실된다 할지라도, 표준화되지 않은 스펙트럼B는 사용된 검출기가 코팅되지 않은 벌브로 부터 방사되는 방사광의 분산만으로 범위가 정해지기 때문에, 개구부에서 방사되는 방사광의 분산이 많을수록 스펙트럼A보다 높게 나타난다.
도 18과 도 20을 비교하면, 알파값이 커서 효능이 높다. 도 18에 있어서, 다중반사시에 방사광의 손실이 있기 때문에, 코팅되지 않은 벌브보다 코팅된 벌브가 가시광의 출력이 낮다는 점을 알아야 한다. 그러나, 자외선으로 부터 가시광으로의 변환이 없이 반사가 일어날 경우, 가시광의 출력이 많다.
본 발명에 의하면, 벌브의 어떤 실시예에 있어서, 종래 기술보다 활성 물질의 밀도가 더 낮게 충전되어 있다.
본 발명은 서로 다른 형상, 예를들면 구형상, 원통형상, 편구면 형상, 토로이덜 형상 등의 벌브를 사용해도 된다. 본 발명에서 사용되는 램프는 투사 광원 및 일반적인 광을 위한 조명광원과 같은 것을 포함한다.
본 발명에서 사용되는 램프는 낮은 파워(예를 들면 50와트)로 부터 300와트까지의 여러 가지 파워용 벌브이며, 1000와트 및 3000와트의 벌브를 포함해도 된다. 상기 광은 광 포트를 경유하여 제거되기 때문에, 광의 손실을 낮출 수 있으며, 포트를 경유해서 끌어내는 상기 광은 분배 타입의 광, 예를 들면 사무실에서 사용되는 광을 사용해도 된다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 여기에서 설명한 벌브 및 램프는 자외선을 독단적인 광원으로 부터 가시광으로 변환하기 위하여 회복시키는 엔진으로서 사용해도 된다. 예를 들면, 외부의 자외광 램프를 제공해도 되며, 상기 자외광 램프로 부터 상술한 바와 같이 광 포트를 통해서 광을 도입해도 된다. 그 후, 상기 벌브는 자외 방사광으로 부터 가시광으로 변환된다.
결국, 본 발명은 예시된 실시예에 관련하여 설명되어 있으나, 당업자에 의해 여러 가지로 변형할 수 있음은 물론이고, 본 발명의 개념은 여기에 첨부한 특허청구의 범위에 의해 제한된다.

Claims (50)

  1. 여기시에 황기 및 셀레늄기에서 선택된 하나 이상의 물질을 함유하는 충전물을 램프에 공급하는 스텝과, 상기 스펙트럼의 자외선 영역내의 실제적으로 스펙트럼 파워 성분 및 상기 스펙트럼의 가시광선 영역내의 스펙트럼 파워 성분을 포함하는 분자 방사광을 발생하기 위해 상기 램프내의 황 또는 셀레늄의 충전물을 여기시키는 스텝과, 다수의 상기 충전물을 통해 상기 컨테인 공간내에서 생성된 방사광을 반사시키는 스텝과, 상기 컨테인 공간으로 부터 가시광을 방사하는 스텝으로 이루어지고,
    상기 가시광선 영역내의 방사광에 대해 자외선내의 상기 실제의 스펙트럼 파워 성분에 기인한 상기 방사광의 적어도 일부분을 변환시키기 위해 작용하는 충전물을 통과함에 따라, 상기 변환된 방사광은 자외선 방사를 감소시키는 혼합물을 포함하고, 상기 자외선영역으로 부터 가시광선 영역으로 상기 변환이 없을 경우 반사가 일어나지 않으면, 가시광선 방사가 더 많이 일어나는 것을 것을 특징으로 하는 충전물이 충전된 다중반사 무전극 램프를 사용하여 방사광을 제공하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 스펙트럼의 자외 영역내의 실질적인 스펙트럼 파워 성분은 제1 크기를 가지고, 상기 감소된 자외광 방사광은 상기 제1 크기보다 작은 50%인 것을 특징으로 하는 충전물이 충전된 다중반사 무전극 램프를 사용하여 방사광을 제공하는 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제1 크기를 가지는 스펙트럼의 자외선 영역내의 실제적인 스펙트럼 파워 성분은 상기 자외선 영역 및 가시광선 영역내에서 발생된 방사광의 스펙트럼 파워 성분의 합의 20%인 것을 특징으로 하는 충전물이 충전된 다중반사 무전극 램프를 사용여 방사광을 제공하는 방법.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 스펙트럼의 가시광선 영역내의 상기스펙트럼 파워 성분은 제2 크기를 가지고, 상기 제1 크기와 상기 감소된 자외광의 스펙트럼 파워 성분의 크기 사이의 차이가 상기 제2 크기로 부터 50%까지 증가되는 것을 특징으로 하는 충전물이 충전된 다중반사 무전극 램프를 사용하여 방사광을 제공하는 방법.
  5. 여기시에 황기 및 셀레늄기에서 선택된 하나 이상의 물질을 함유하는 충전물을 램프에 공급하는 스텝과, 특정 크기를 가지는 스펙트럼의 자외선 영역내의 스펙트럼 파워 성분 및 상기 스펙트럼의 가시광선 영역내의 스펙트럼 파워 성분을 포함하는 분자 방사광을 발생하기 위해 상기 램프내의 황 또는 셀레늄의 충전물을 여기시키는 스텝과, 다수의 상기 충전물을 통해 상기 공간내에서 생성된 방사광을 반사시키는 스텝과, 상기 공간으로 부터 가시광을 방사하는 스텝으로 이루어지고,
    상기 가시광선 영역내의 방사광에 대해 자외선내의 상기 실제의 스펙트럼 파워 성분에 기인한 상기 방사광의 적어도 일부분을 변환시키기 위해 작용하는 충전물을 통과함에 따라, 상기 변환된 방사광은 특정 크기보다 더 작은 50%의 크기를 가진 자외 방사광을 감소시키는 혼합물을 포함하고, 상기 자외선영역으로 부터 가시광선 영역으로 상기 변환이 없을 경우 가시광선 방사가 더 많은 것을 특징으로 하는 충전물이 충전된 다중반사 무전극 램프를 사용하여 방사광을 제공하는 방법..
  6. 제 5항에 있어서, 상기 스펙트럼의 가시광선 영역내의 상기 스펙트럼 파워 성분은 특정 크기를 가지며, 상기 공간으로 부터 방사되는 상기 가시광선 방사는 상기 특정 크기와 상기 감소된 자외선 방사의 스펙트럼 파워 성분의 크기 사이의 차이가 상기 특정 크기로 부터 50%까지 증가하는 것을 특징으로 하는 충전물이 충전된 다중반사 무전극 램프를 사용하여 방사광을 제공하는 방법.
  7. 제 1항 또는 제 5항에 있어서, 상기 물질은 황인 것을 특징으로 하는 충전물이 충전된 다중반사 무전극 램프를 사용하여 방사광을 제공하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 황으로 부터 변환된 방사광은 가시광선인 것을 특징으로 하는 충전물이 충전된 다중반사 무전극 램프를 사용하여 방사광을 제공하는 방법.
  9. 제 1항 또는 제 5항에 있어서, 상기 물질은 셀레늄인 것을 특징으로 하는
    충전물이 충전된 다중반사 무전극 램프를 사용하여 방사광을 제공하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 셀레늄으로 부터 변환된 방사광은 가시광선인 것을 특징으로 하는 충전물이 충전된 다중반사 무전극 램프를 사용여 방사광을 제공하는 방법.
  11. 제 1항 또는 제 5항에 있어서, 상기 물질은 황 및 셀레늄인 것을 특징으로 하는 충전물이 충전된 다중반사 무전극 램프를 사용하여 방사광을 제공하는 방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 각각의 황 및 셀레늄으로 부터 변환된 상기 방사광은 가시광선인 것을 특징으로 하는 충전물이 충전된 다중반사 무전극 램프를 사용하여 방사광을 제공하는 방법.
  13. 제 1항 또는 제 5항에 있어서, 상기 반사스텝은 상기 스펙트럼의 자외선 영역내에 있는 상기 모든 방사광을 반사하는 것을 특징으로 하는 충전물이 충전된 다중반사 무전극 램프를 사용하여 방사광을 제공하는 방법.
  14. 제 1항 또는 제 5항에 있어서, 상기 반사스텝은 상기 스펙트럼의 자외선 영역내에 있는 상기 방사광의 97% 이상을 반사하는 것을 특징으로 하는 충전물이 충전된 다중반사 무전극 램프를 사용하여 방사광을 제공하는 방법.
  15. 제 1항 또는 제 5항에 있어서, 상기 컨테인드 공간은 상기 램프 충전물을 포함하는 엔벌로프로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 충전물이 충전된 다중반사 무전극 램프를 사용하여 방사광을 제공하는 방법.
  16. 제 1항 또는 제 5항에 있어서, 상기 컨테인드 공간은 상기 램프 충전물을 포함하는 엔벌로프내에 위치하는 여기 캐비티를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전물이 충전된 다중반사 무전극 램프를 사용하여 방사광을 제공하는 방법.
  17. 제1 및 제2 부분을 가지는 방전충전 형성물을 포함하는 무전극 엔벌로프와, 상기 엔벌로프와의 사이에 서로 다른 열팽창에 따른 작동온도에서 균열을 발생하지 않으며, 상기 제1 엔벌로프부분중 적어도 하나에 근접해서 접촉하는제1 엔벌로프 부분을 덮는 확산 반사 세라믹 커버를 구비하고,
    상기 엔벌로프의 제2 부분은 상기 확산 반사 세라믹 커버가 광을 반사하는 광 통과 개구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사광 방사장치.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 확산 반사 세라믹 커버는 상기 엔벌로프에 접착되지 않은 자켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사광 방사장치.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 자켓은 상기 엔벌로프의 여러 위치에서 접촉하는 것을 특징으로 하는 방사광 방사장치.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 자켓의 이들 부분은 상기 엔벌로프의 수천분의 일인치 이내로 이간되어 있는 엔벌로프와 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 방사광 방사장치.
  21. 제 17항에 있어서, 상기 상기 확산 반사 세라믹 커버는 상기 엔벌로프와 같은 재질로 제작되어 있는 것을 특징으로 하는 방사광 방사 장치.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 재질은 실리카인 것을 특징으로 하는 방사광 방사 장치.
  23. 제1 및 제2 부분을 가지며, 방전 형성 충전물을 함유하는 무전극 엔벌로프와, 적어도 하나의 위치에서 접촉하는 엔벌로프에 접촉함이 없이 상기 엔벌로프의 제1 부분을 둘러싸는 확산 반사광 반사 자켓을 구비하고, 상기 엔벌로프의 제2 부분은 상기 자켓이 광을 반사하도록 광 통과 개구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사광 방사장치.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 엔벌로프는 제1 및 제2 부분으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방사광 방사장치.
  25. 제23항 또는 제 24항에 있어서, 상기 개구부로 부터 신장되는 광 포트를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방사광 방사장치.
  26. 제 25항에 있어서, 상기 자켓은 다중 위치에서 상기 엔벌로프와 접촉하는 것을 특징으로 하는 방사광 방사장치.
  27. 제 23항에 있어서, 상기 엔벌로프와 접촉하지 않는 자켓의 부분은 수천분의 1인치 이내의 거리를 두고 상기 엔벌로프로 부터 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 방사광 방사장치.
  28. 제 25항에 있어서, 상기 자켓은 소결된 분말인 것을 특징으로 하는 방사광 방사장치.
  29. 제 25항에 있어서, 상기 엔벌로프는 구형상이고, 상기 자켓은 반구형상인 2개의 부분으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 방사광 방사장치.
  30. 제 25항에 있어서, 상기 자켓은 상기 광 포트를 포함하는 광 확산 오리피스를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 방사광 방사장치.
  31. 제 30항에 있어서, 상기 오리피스는 그 내부로 들어가는 광을 임의로 추출하도록 충분히 긴 것을 특징으로 하는 방사광 방사장치.
  32. 제 31항에 있어서, 상기 광 포트는 광 파이버 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사광 방사장치.
  33. 제 31항에 있어서, 상기 광 포트는 혼합 파라볼릭 집속기를 구비한 것을 특징으로 하는 방사광 방사장치.
  34. 제 25항에 있어서, 상기 충전물은 여기시에 가시광선을 제공하는 황, 셀레늄 또는 텔루륨을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사광 방사장치.
  35. 제 25항에 있어서, 상기 자켓은 입사되는 모든 가시광선 및 자외선방사광을 반사시키도록 충분히 두텁게 되어 있는 것을 특징으로 하는 방사광 방사장치.
  36. 제 25항에 기재한 장치에 전자 파워를 제공하는 마이크로파 또는 고주파발생수단과, 상기 엔벌로프내의 충전물에 상기 전자 파워를 결합하는 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방사광 방사장치.
  37. 여기시에 램프에 공급되도록 황기 및 셀레늄기에서 선택된 하나 이상의 물질을 함유하는 컨테인 충전물과, 상기 충전물을 둘러싸며 제1 및 제2 부분으로 이루어진 밀봉체와, 상기 충전물을 통해서 상기 밀봉체에 입사되는 모든 자외선 및 가시광선을 반사하는 재질로 된 상기 밀봉체의 제1 부분의 반사기를 포함하고,
    상기 밀봉체의 제2 부분은 상기 반사기에 의해 둘러싸이지 않으며, 가시광을 전달하는 개구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사광 방사장치.
  38. 제 37항에 있어서, 상기 물질은 미리 설정된 양의 충전물이 여기된 상태로 존재하고, 상기 미리 설정된 양과 상기 충전물을 통해 반사되는 방사광의 결합은 상기 개구부로 부터 방사되고 있는 스펙트럼의 가시광 부분내의 분자 방사광의 스펙트럼을 발생하는데 충분한 양인 것을 특징으로 하는 방사광 방사장치.
  39. 제 37항 또는 제 38항에 있어서, 상기 재질은 확산 반사 재질인 것을 특징으로 하는 방사광 방사장치.
  40. 제 39항에 있어서, 상기 확산 반사 재질은 그에 입사되는 자외선 및 가시광선의 97%이상을 반사하는 것을 특징으로 하는 방사광 방사장치.
  41. 제 40항에 있어서, 상기 확산 반사 재질은 그에 입사되는 자외선 및 가시광선의 99%이상을 반사하는 것을 특징으로 하는 방사광 방사장치.
  42. 제 39항에 있어서, 상기 개구부는 자외선을 반사하는 것을 특징으로 하는 방사광 방사장치.
  43. 제 41항에 있어서, 상기 확산 반사 재질은 알루미나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사광 방사장치.
  44. 제 39항에 있어서, 상기 장치는 무전극 램프 벌브이고, 상기 밀봉체는 상기 충전물을 담고 있는 엔벌로프인 것을 특징으로 하는 방사광 방사장치.
  45. 제 44항에 있어서, 상기 반사기는 상기 엔벌로프의 제1 부분을 둘러싸며. 하나 이상의 위치에서 상기 엔벌로프의 제1 부분과 접촉하지만, 상기 엔벌로프에 접착되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 방사광 방사장치.
  46. 제 37항에 있어서, 상기 밀봉체는 상기 엔벌로프를 둘러싸며 금속으로 되어 있고, 상기 반사기는 상기 금속 밀봉체의 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 방사광 방사장치.
  47. 방전을 형성하는 충전물을 담는 엔벌로프와, 광 반사 재질을 지니는 상기 엔벌로프의 제1 부분과, 개구부를 포함하는 상기 엔벌로프의 제2 부분과, 상기 개구부에 형성된 광 포트와, 상기 광 포트가 신장되는 개구부를 통해서 상기 개구부를 제외하고 밀폐되어 있는 상기 엔벌로프를 둘러싸는 금속 밀봉체와, 상기 엔벌로프에 인접해서 상기 밀봉체내에 위치하는 유도 결합 수단과, 상기 유도 결합 수단을 여기하는 고주파 발생수단과, 상기 상기 엔벌로프내의 충전물에 고주파를 결합하며 상기 유도 결합 수단을 여기하는 고주파 발생수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사광 방사장치.
  48. 제1 및 제2 부분을 가지며, 방전 형성 충전물을 담는 무전극 엔벌로프와, 상기 제1 부분을 둘러싸는 쉘과. 상기 쉘과 엔벌로프 사이의 포착하는 확산 반사 분말을 구비하고, 상기 엔벌로프의 제2 부분은 확산 반사 분말이 개구부를 통해서 광을 전달하는 개구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무전극 램프.
  49. 제 48항에 있어서, 상기 쉘은 확산 반사재질로 제조된 것을 특징으로 하는 무전극 램프.
  50. 제 30한에 기재한 장치에 오리피스로 복귀하는 광을 상기 오리피스에서 반사하는 상기 오리피스에 인접하는 반사 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방사광 방사장치.
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