RU2071619C1 - Method and discharge lamp for producing optical radiation - Google Patents

Method and discharge lamp for producing optical radiation Download PDF

Info

Publication number
RU2071619C1
RU2071619C1 RU95104295A RU95104295A RU2071619C1 RU 2071619 C1 RU2071619 C1 RU 2071619C1 RU 95104295 A RU95104295 A RU 95104295A RU 95104295 A RU95104295 A RU 95104295A RU 2071619 C1 RU2071619 C1 RU 2071619C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fullerene
discharge
temperature
radiating
radiation
Prior art date
Application number
RU95104295A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95104295A (en
Inventor
Н.Л. Башлов
А.Я. Вуль
Г.А. Дюжев
С.В. Кидалов
С.В. Козырев
В.В. Леманов
В.М. Миленин
Н.А. Тимофеев
Original Assignee
Акционерное общество закрытого типа Научно-техническое агентство "Интеллект"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество закрытого типа Научно-техническое агентство "Интеллект" filed Critical Акционерное общество закрытого типа Научно-техническое агентство "Интеллект"
Priority to RU95104295A priority Critical patent/RU2071619C1/en
Priority to PCT/RU1996/000065 priority patent/WO1996029724A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2071619C1 publication Critical patent/RU2071619C1/en
Publication of RU95104295A publication Critical patent/RU95104295A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02Details
    • H01J61/12Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature
    • H01J61/16Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature having helium, argon, neon, krypton, or xenon as the principle constituent

Landscapes

  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
  • Discharge Lamp (AREA)

Abstract

FIELD: generation of optical radiation by electrical discharge in gas or in low-pressure lighting discharge lamps of various types. SUBSTANCE: method involves creation of gaseous discharge in inert gas atmosphere with radiating dope in bulb made of optically transparent material. Radiating dope is fullerene introduced at temperature of 300-800 C. Fullerene may be introduced in the form of fullerene-containing soot in concentration of at least 1.0 mass percent. It may be also introduced in the form of $$$. Discharge lamp implementing this method has bulb made of optically transparent material and filled with inert gas and radiating dope; used as the latter is fullerene in the amount of $$$ mcmol/cu.cm. Radiating dope may be introduced in bulb pip. EFFECT: facilitated procedure. 7 cl, 12 dwg

Description

Изобретения относятся к электротехнической промышленности, а более конкретно к способам генерации излучения оптического диапазона, возникающего в результате электрического разряда в газе, а также к разрядным осветительным лампам низкого давления различных типов: аргоновых, ксеноновых, криптоновых, натриевых, pтутных, ртутных люминесцентных и других. The invention relates to the electrical industry, and more specifically to methods for generating optical range radiation resulting from an electric discharge in a gas, as well as to low-pressure discharge lamps of various types: argon, xenon, krypton, sodium, mercury, mercury fluorescent and others.

Известен способ получения оптического излучения, включающий формирование газового разряда в смеси паров натрия при давлении 0,1-1,0 Па с инертными газами при давлении 100-1500 Па в баллоне из оптически прозрачного материала (см. Г. Н. Рохлин. Разрядные источники света. М. Энергоатомиздат. 1991, с. 451-457). A known method of producing optical radiation, including the formation of a gas discharge in a mixture of sodium vapor at a pressure of 0.1-1.0 Pa with inert gases at a pressure of 100-1500 Pa in a cylinder of optically transparent material (see G. N. Rokhlin. Discharge sources Sveta. M. Energoatomizdat. 1991, p. 451-457).

Известный способ получения оптического излучения основан на резонансном излучении паров натрия (589,0 и 589,6 нм), т.е. почти монохроматического желтого света, который не может быть преобразован с помощью люминофоров, вследствие чего способ непригоден для общего освещения. Для реализации способа требуется применять химически агрессивное вещество натрий. The known method for producing optical radiation is based on the resonance emission of sodium vapor (589.0 and 589.6 nm), i.e. almost monochromatic yellow light, which cannot be converted using phosphors, which makes the method unsuitable for general lighting. To implement the method requires the use of a chemically aggressive substance sodium.

Известна газоразрядная лампа, содержащая баллон из накладного стекла, в которую герметично впаяны два электрода. Баллон заполнен неоном с добавлением 0,5-1,0% аргона при давлении до 600 Па, в баллон введен также натрий. Баллон снабжен на внешней стороне небольшими выпуклостями для конденсации натрия и смонтирован внутри вакуумированной внешней стеклянной колбы, внутренняя поверхность которой покрыта тонкой пленкой оксида индия (см. Г.Н.Рохлин. Разрядные источники света. М. Энергоатомиздат. 1991, с.451-457). Known discharge lamp containing a cylinder made of patch glass, in which two electrodes are hermetically soldered. The balloon is filled with neon with the addition of 0.5-1.0% argon at a pressure of up to 600 Pa; sodium is also introduced into the balloon. The cylinder is equipped on the outside with small bulges for sodium condensation and mounted inside a vacuum external glass flask, the inner surface of which is covered with a thin film of indium oxide (see G.N. Rokhlin. Discharge light sources. M. Energoatomizdat. 1991, p. 451-457 )

Известная разрядная лампа позволяет получать лишь монохроматический желтый свет, не поддающийся преобразованию с помощью люминофоров, лампа к тому же содержит химически агрессивное вещество натрий. The known discharge lamp allows you to get only monochromatic yellow light, not amenable to conversion using phosphors, the lamp also contains a chemically aggressive substance sodium.

Известен способ получения оптического излучения, включающий создание в баллоне из оптически прозрачного материала газового разряда с переменным сечением по длине в атмосфере инертного газа и паров ртути. При этом величину тока и давления в разрядном объеме выбирают из условия обеспечения периодического прерывания разряда (см. патент РФ N 1814741 по кл. Н 01 J 61/72, опубл. 07.05.93 г.). A known method of producing optical radiation, including the creation in a container of optically transparent material of a gas discharge with a variable cross-section in length in an atmosphere of inert gas and mercury vapor. In this case, the magnitude of the current and pressure in the discharge volume is selected from the condition of ensuring periodic interruption of the discharge (see RF patent N 1814741 according to class N 01 J 61/72, publ. 07.05.93).

Известный способ позволяет генерировать излучение в ультрафиолетовой, видимой и близкой инфракрасной областях спектра с высокой эффективностью и высокой яркостью. Однако применение в известном способе паров ртути делает его экологически опасным. The known method allows to generate radiation in the ultraviolet, visible and near infrared regions of the spectrum with high efficiency and high brightness. However, the use of mercury vapor in the known method makes it environmentally hazardous.

Известна ртутная газоразрядная лампа для освещения теплиц, содержащая оптически прозрачную горелку с герметично установленными в ней электродами, наполненную инертным газом, ртутью в количестве, необходимом для поддержания рабочего давления при разряде, и излучающими добавками в виде иодидов лития, натрия и индия, взятых в количествах, мас. иодистый литий 8-18; иодистый натрий 70-88; иодистый индий 4-12 (см. патент РФ N 1816330 по кл. Н 01 J 61/18, опубл. 15.05.93 г.). Known mercury discharge lamp for lighting greenhouses, containing an optically transparent burner with hermetically sealed electrodes in it, filled with inert gas, mercury in the amount necessary to maintain the working pressure during the discharge, and emitting additives in the form of lithium, sodium and indium iodides taken in quantities wt. lithium iodide 8-18; sodium iodide 70-88; iodide indium 4-12 (see RF patent N 1816330 according to class N 01 J 61/18, publ. 05/15/93).

Наличие в известной лампе в качестве рабочего вещества ртути нежелательно с точки зрения обеспечения экологической безопасности в производстве ламп, при их эксплуатации и последующей утилизации. The presence in the well-known lamp as a working substance of mercury is undesirable from the point of view of ensuring environmental safety in the production of lamps, during their operation and subsequent disposal.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому способу является способ получения оптического излучения, включающий создание в баллоне из оптически прозрачного материала газового разряда в атмосфере инертного газа, паров ртути и излучающих добавок в виде галогенидов металлов при давлении инертного газа 2660-39900 Па (см. авторское свидетельство СССР N 1833927 по кл. Н 01 J 61/18, опубл. 15.08.93 г.). The closest set of essential features to the claimed method is a method for producing optical radiation, including the creation of a gas discharge from an optically transparent material in an inert gas atmosphere, mercury vapor and emitting additives in the form of metal halides at an inert gas pressure of 2660-39900 Pa (see USSR author's certificate N 1833927 according to class N 01 J 61/18, publ. 08/15/93).

Известный способ, благодаря введению излучающих добавок различных металлов, позволяет создавать лампы с высокой удельной мощностью, обладающие самым различным спектром излучения, при существенно более высоких коэффициентах полезного действия по сравнению с чисто ртутными лампами. The known method, due to the introduction of emitting additives of various metals, allows you to create lamps with a high specific power, having the most diverse emission spectrum, with significantly higher efficiency compared to pure mercury lamps.

Недостатком способа-прототипа является необходимость использования ртути, что крайне нежелательно с точки зрения обеспечения экологической безопасности. The disadvantage of the prototype method is the need to use mercury, which is extremely undesirable from the point of view of ensuring environmental safety.

Наиболее близкой по совокупности существенных признаков к заявляемой разрядной лампе для осуществления способа является разрядная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, ртутью и добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов, в качестве которых использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами серебра, меди, цинка, при этом компоненты взяты в следующих количествах, мкмоль/см3:
Ртуть 1,5-45,0
Добавки для обеспечения горелки галогенидами:
Серебра 0,5-12,0
Меди 0,3-9,0
Цинка 0,2-8,0
а давление инертного газа составляет 1,33-39,9 кПа (см. патент РФ N 2017263 по кл. Н 01 K 61/18, опубл. 30.07.94 г.).
The closest set of essential features to the claimed discharge lamp for implementing the method is a discharge lamp containing a burner of an optically transparent material with hermetically sealed electrodes, filled with an inert gas, mercury and additives to provide the burner with halides of emitting metals, the additives used to provide the burner halides of silver, copper, zinc, while the components are taken in the following quantities, µmol / cm 3 :
Mercury 1.5-45.0
Additives for providing the burner with halides:
Silver 0.5-12.0
Copper 0.3-9.0
Zinc 0.2-8.0
and the inert gas pressure is 1.33-39.9 kPa (see RF patent N 2017263 according to class N 01 K 61/18, publ. 30.07.94).

При всех достоинствах известной разрядной лампы-прототипа она экологически небезопасна из-за наличия ртути при ее производстве, эксплуатации и последующей утилизации. With all the advantages of the known discharge lamp prototype, it is environmentally unsafe due to the presence of mercury in its production, operation and subsequent disposal.

Задачей изобретений являлось расширение арсенала средств получения оптического излучения путем создания экологически чистых способа получения оптического излучения и разрядной лампы для его осуществления. The objective of the invention was to expand the arsenal of means for producing optical radiation by creating an environmentally friendly method for producing optical radiation and a discharge lamp for its implementation.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения оптического излучения, включающем создание в баллоне из оптически прозрачного материала газового разряда в атмосфере инертного газа с излучающей добавкой, в качестве излучающей добавки вводят фуллерен при температуре 300-800oС. Фуллерен может быть введен в виде фуллеренсодержащей сажи с содержанием фуллерена не менее 1,0 вес. Фуллерен может быть введен в форме С60.The problem is solved in that in the method for producing optical radiation, including the creation of a cylinder from an optically transparent material of a gas discharge in an atmosphere of inert gas with a radiating additive, fullerene is introduced as a radiating additive at a temperature of 300-800 o C. Fullerene can be introduced in the form fullerene-containing soot with a fullerene content of at least 1.0 weight. Fullerene can be introduced in the form of C 60 .

Поставленная задача решается также тем, что в разрядной лампе для осуществления способа получения оптического излучения, включающей баллон из оптически прозрачного материала, заполненный инертным газом и излучающей добавкой, в качестве излучающей добавки введен фуллерен в количестве 2,6•10-9 6,9•10-3 мкмоль/см3. Фуллерен может быть введен в виде фуллеренсодержащей сажи с концентрацией фуллерена не менее 1,0 вес.The problem is also solved by the fact that in the discharge lamp for implementing the method of producing optical radiation, including a cylinder of optically transparent material, filled with an inert gas and a radiating additive, fullerene in the amount of 2.6 • 10 -9 6.9 • is introduced as a radiating additive 10 -3 μmol / cm 3 . Fullerene can be introduced in the form of fullerene-containing soot with a fullerene concentration of at least 1.0 weight.

Фуллерен может быть введен в форме С60. Фуллерен может быть размещен в отростке упомянутого баллона.Fullerene can be introduced in the form of C 60 . Fullerene can be placed in the appendix of the aforementioned balloon.

Изобретения основаны на неожиданно обнаруженном авторами явлении качественного изменения спектра излучения газового разряда в инертном газе при введении в него паров фуллерена. При введении фуллерена, например С60, при давлении его паров выше определенного предела (10-7 Торр) излучение разряда, определяемое в отсутствии фуллерена излучением атомов инертного газа, переходит в излучение практически только молекул фуллерена или комплексов при его участии, лежащее в ближней и дальней ультрафиолетовых областях спектра, а также в видимой области. Ультрафиолетовое излучение может быть при необходимости преобразовано в видимую область спектра с помощью соответствующего люминофора, нанесенного на стенки внешней колбы, окружающей баллон, в котором осуществляется газовый разряд (так называемую горелку). Обнаруженное авторами излучение в ультрафиолетовой области может быть связано не только с молекулами фуллерена, но и с комплексами с участием фуллерена и ионами фуллерена, напримеp C + 60 . Это излучение не связано с атомами инертного газа или с атомами примесей (водорода, кислорода, азота и др.), которые могут присутствовать в разряде при недостаточной степени обезгаженности разрядного баллона, так как при уменьшении концентрации фуллерена снижается интенсивность линий излучения в ультрафиолетовой области, в частности на линии 308 нм, а при концентрации меньше 2,6•10-9 мкмоль/см3 эти линии практически исчезают и излучение вновь имеет спектр атомов инертного газа. Увеличение концентрации фуллерена выше 2,6•10-9 мкмоль/см3 из-за перекачки энергии ведет к подавлению излучения атомов инертного газа и к увеличению интенсивности ультрафиолетового излучения на линии 308 нм. Концентрация фуллерена в разряде определяется температурой самого холодного участка разрядного баллона. Как установлено, диапазон температур, в котором фуллерен определяет характер излучения разряда, лежит в интервале от 300oС до 800oС. При температуре ниже 300oС концентрация фуллерена оказывается меньше 2,6•10-9 мкмоль/см3, линия 308 нм исчезает, а при температуре выше 800oС (этой температуре соответствует концентрация фуллерена 6,9•10-3 мкмоль/см3) молекулы фуллерена начинают разрушаться. Фуллерен может быть введен в виде фуллеренсодержащей сажи с концентрацией фуллерена на менее 1,0 вес. При меньшей концентрации фуллерена в саже исчезает характерное для фуллерена ультрафиолетовое излучение, спектр излучения определяется инертным газом. Фуллерен может быть также введен в форме С60. Размещение фуллерена в отростке баллона позволяет обеспечить необходимую рабочую температуру фуллерена.The inventions are based on a phenomenon unexpectedly discovered by the authors of a qualitative change in the emission spectrum of a gas discharge in an inert gas when fullerene vapors are introduced into it. When fullerene, for example, C 60 , is introduced at a vapor pressure above a certain limit (10 -7 Torr), the discharge radiation, which is determined in the absence of fullerene by the emission of inert gas atoms, passes into the emission of almost only fullerene molecules or complexes with its participation, lying in the near and far ultraviolet regions of the spectrum, as well as in the visible region. Ultraviolet radiation can be converted, if necessary, into the visible region of the spectrum using the corresponding phosphor deposited on the walls of the outer bulb surrounding the cylinder in which the gas discharge (the so-called burner) is carried out. The ultraviolet radiation detected by the authors can be associated not only with fullerene molecules, but also with complexes involving fullerene and fullerene ions, for example, C + 60 . This radiation is not associated with inert gas atoms or with impurity atoms (hydrogen, oxygen, nitrogen, etc.), which may be present in the discharge if the discharge cylinder is not sufficiently degassed, since when the fullerene concentration decreases, the intensity of the emission lines in the ultraviolet region decreases, in particular, on the line at 308 nm, and at a concentration of less than 2.6 • 10 -9 μmol / cm 3 these lines practically disappear and the radiation again has a spectrum of inert gas atoms. An increase in fullerene concentration above 2.6 • 10 -9 μmol / cm 3 due to energy transfer leads to suppression of the emission of inert gas atoms and to an increase in the intensity of ultraviolet radiation on the 308 nm line. The concentration of fullerene in the discharge is determined by the temperature of the coldest section of the discharge cylinder. It was found that the temperature range in which fullerene determines the nature of the discharge radiation lies in the range from 300 o C to 800 o C. At temperatures below 300 o C, the fullerene concentration is less than 2.6 • 10 -9 μmol / cm 3 , line 308 nm disappears, and at temperatures above 800 o C (this temperature corresponds to a concentration of fullerene 6.9 • 10 -3 μmol / cm 3 ) the fullerene molecules begin to break down. Fullerene can be introduced in the form of fullerene-containing soot with a fullerene concentration of less than 1.0 weight. At a lower concentration of fullerene in soot, the ultraviolet radiation characteristic of fullerene disappears, the emission spectrum is determined by an inert gas. Fullerene can also be introduced in the form of C 60 . Placing fullerene in the process of the balloon allows you to provide the necessary operating temperature of the fullerene.

Заявляемые способ получения оптического излучения и разрядная лампа иллюстрируются чертежами, где: на фиг.1 приведен спектр излучения разрядной электродной лампы, наполненной аргоном (при давлении 3024 Па и температуре 230oС) с добавкой фуллерена С60 в количестве 2,9•10-11 мкмоль/см3; на фиг.2 приведен спектр излучения разрядной электродной лампы, наполненной аргоном (при давлении 3024 Па и температуре 600oС) с добавкой фуллерена С60 в количестве 1,7•10-4 мкмоль/см3; на фиг.3 показан спектр излучения разрядной безэлектродной лампы, наполненной аргоном (при давлении 288 Па и температуре 300oС) с добавкой фуллерена С60 в количестве 2,6•10-9 мкмоль/см3; на фиг.4 приведен спектр излучения разрядной безэлектродной лампы, наполненной аргоном (при давлении 288 Па и температуре 800oС добавкой фуллерена С60 в количестве 6,9•10-3 мкмоль/см3; на фиг.5 показан спектр излучения разрядной безэлектродной лампы, наполненной гелием (при давлении 576 Па и температуре 200oС) с добавкой фуллерена С60 в количестве 2,8•10-12 мкмоль/см3; на фиг.6 приведен спектр излучения разрядной безэлектродной лампы, наполненной гелием (при давлении 576 Па и температуре 400 oС с добавкой фуллерена С60 в количестве 2,6•10-7 мкмоль/см3; на фиг.7 показан спектр излучения разрядной безэлектродной лампы, наполненной неоном (при давлении 288 Па и температуре 200oС) с добавкой фуллерена С60 в количестве 2,8 •10-12 мкмоль/см3; на фиг.8 приведен спектр излучения разрядной безэлектродной лампы, наполненной неоном (при давлении 288 Па и температуре 350oC с добавкой фуллерена С60 в количестве 2,6•10-8; на фиг.9 - спектр излучения разрядной безэлектродной лампы, наполненной аргоном (при давлении 288 Па и температуре 300oС) с добавкой фуллеренсодержащей сажи с концентрацией фуллерена С60 1 вес. (2,6•10-9 мкмоль/см3); на фиг.10 показана в разрезе разрядная лампа (для ультрафиолетового излучения); на фиг.11 в разрезе разрядная лампа с люминофором; на фиг.12 в разрезе разрядная лампа в безэлектродном варианте.The inventive method for producing optical radiation and a discharge lamp are illustrated by drawings, where: Fig. 1 shows the emission spectrum of a discharge electrode lamp filled with argon (at a pressure of 3024 Pa and a temperature of 230 o C) with the addition of fullerene C 60 in the amount of 2.9 • 10 - 11 μmol / cm 3 ; figure 2 shows the emission spectrum of a discharge electrode lamp filled with argon (at a pressure of 3024 Pa and a temperature of 600 o C) with the addition of fullerene C 60 in the amount of 1.7 • 10 -4 μmol / cm 3 ; figure 3 shows the emission spectrum of a discharge electrodeless lamp filled with argon (at a pressure of 288 Pa and a temperature of 300 o C) with the addition of fullerene C 60 in the amount of 2.6 • 10 -9 μmol / cm 3 ; figure 4 shows the emission spectrum of a discharge electrodeless lamp filled with argon (at a pressure of 288 Pa and a temperature of 800 o With the addition of fullerene C 60 in an amount of 6.9 • 10 -3 μmol / cm 3 ; figure 5 shows the emission spectrum of a discharge electrodeless a lamp filled with helium (at a pressure of 576 Pa and a temperature of 200 o C) with the addition of fullerene C 60 in an amount of 2.8 • 10 -12 μmol / cm 3 ; Fig. 6 shows the emission spectrum of a discharge electrodeless lamp filled with helium (at a pressure 576 Pa and a temperature of 400 o C with the addition of the fullerene C 60 in an amount of 2,6 • 10 -7 mol / cm 3 to f D.7 shows the emission spectrum of an electrodeless discharge lamp filled with neon (at a pressure of 288 Pa and a temperature of 200 o C) with the addition of the fullerene C 60 in an amount of 2,8 • 10 -12 mol / cm 3; Figure 8 shows the emission spectrum of the discharge an electrodeless lamp filled with neon (at a pressure of 288 Pa and a temperature of 350 o C with the addition of C 60 fullerene in an amount of 2.6 • 10 -8 ; Fig. 9 is a radiation spectrum of a discharge electrodeless lamp filled with argon (at a pressure of 288 Pa and temperature 300 o C) with the addition of fullerene-containing soot with a concentration of fullerene C 60 1 weight. (2.6 • 10 -9 μmol / cm 3 ); figure 10 shows in section a discharge lamp (for ultraviolet radiation); figure 11 in the context of a discharge lamp with a phosphor; 12 is a sectional view of a discharge lamp in an electrodeless embodiment.

На фиг.1-9 по оси абсцисс отложены длины волн излучения λ в нм, а по оси ординат интенсивность излучения в относительных единицах (масштаб одинаков для пар фигур: для фиг.1 и фиг.2, для фиг.3 и фиг.4, для фиг.5 и фиг.6, для фиг.7 и фиг.8). In Fig.1-9, the abscissa axis shows the radiation wavelengths λ in nm, and the ordinate axis shows the radiation intensity in relative units (the scale is the same for pairs of figures: for Fig.1 and Fig.2, for Fig.3 and Fig.4 , for FIG. 5 and FIG. 6, for FIG. 7 and FIG. 8).

Разрядная лампа включает герметичный баллон 1 (горелку), выполненный из оптически прозрачного материала, например кварца, керамики или увиолевого стекла. В варианте с люминофорным слоем (фиг.11) герметичный баллон 1 помещают во внешнюю вакуумированную для уменьшения теплообмена колбу 2, на внутреннюю поверхность которой нанесен слой люминофора 3 для преобразования спектра генерируемого излучения из ультрафиолетовой области в видимую. Герметичный баллон 1 заполнен инертным газом (например, аргоном, ксеноном, криптоном или их смесями). Баллон 1 может быть снабжен рабочими электродами 4 и 5 (например, вольфрамовыми), а в безэлектродном варианте разрядной лампы (фиг. 12) такие электроды отсутствуют и для возбуждения разряда применяют высокочастотный контур 6, подсоединяемый к высокочастотному генератору (на чертеже не показан). Фуллерен или фуллеренсодержащую сажу 7 помещают в холодных частях баллона 1, например за электродами 4, 5 в отростках 8 баллона 1. The discharge lamp includes a sealed cylinder 1 (burner) made of optically transparent material, such as quartz, ceramic or uvolev glass. In the variant with the phosphor layer (Fig. 11), the sealed balloon 1 is placed in an external flask 2 evacuated to reduce heat transfer, on the inner surface of which a layer of phosphor 3 is applied to convert the spectrum of the generated radiation from the ultraviolet region to visible. The pressurized cylinder 1 is filled with an inert gas (for example, argon, xenon, krypton, or mixtures thereof). The cylinder 1 can be equipped with working electrodes 4 and 5 (for example, tungsten), and in the electrodeless version of the discharge lamp (Fig. 12), such electrodes are absent and a high-frequency circuit 6 connected to a high-frequency generator (not shown) is used to excite the discharge. Fullerene or fullerene-containing soot 7 is placed in the cold parts of the cylinder 1, for example, behind the electrodes 4, 5 in the processes 8 of the cylinder 1.

С помощью разрядной лампы заявляемый способ осуществляют следующим образом. На электроды 4, 5 (в безэлектродном варианте лампы на контур 6) подают напряжение, необходимое для зажигания разряда в баллоне 1. Между электродами 4, 5 возникает электрический разряд, при этом происходит нагрев колбы 1. Током разряда выбирают температуру холодных участков колбы 1, где размещен фуллерен, в интервале 300 800oС. Пары фуллерена 7 в количестве, лежащем соответственно в интервале от 2,6• 10-9 мкмоль/cм3 до 6,9•10-3 мкмоль/см3 поступают в зону электрического разряда, в результате генерируется оптическое излучение в ультрафиолетовой и видимой областях. При необходимости получить оптическое излучение иного спектрального состава на внутреннюю поверхность колбы 2 наносят слой соответствующего люминофора 3, который преобразует ультрафиолетовое излучение из баллона 1 в видимую область спектра.Using a discharge lamp of the inventive method is as follows. The electrodes 4, 5 (in the electrodeless version of the lamp on circuit 6) are supplied with the voltage necessary to ignite the discharge in the cylinder 1. An electric discharge occurs between the electrodes 4, 5, and the bulb 1 is heated. The temperature of the cold sections of the bulb 1 is selected by the discharge current. where fullerene is located, in the range of 300 800 o C. Vapors of fullerene 7 in an amount lying respectively in the range from 2.6 • 10 -9 μmol / cm 3 to 6.9 • 10 -3 μmol / cm 3 enter the electric discharge zone , as a result, optical radiation is generated in the ultraviolet and visible areas. If it is necessary to obtain optical radiation of a different spectral composition, a layer of the corresponding phosphor 3 is applied to the inner surface of the flask 2, which converts ultraviolet radiation from the balloon 1 into the visible region of the spectrum.

Пример 1. Была изготовлена разрядная лампа в виде кварцевого цилиндрического баллона диаметром 20 мм, в торцы которого были впаяны два вольфрамовых электрода. В середине баллона был сделан отросток, в который был помещен фуллерен С60. Баллон был подключен к вакуумной системе. На баллон и на отросток были намотаны вольфрамовые спирали, которые позволяли нагревать разрядную лампу, варьируя как температуру стенок баллона, так и температуру отростка в пределах от комнатной температуры до 800 oС независимо друг от друга. Температура измерялась с помощью термопар, помещенных на стенку баллона и на поверхность отростка с фуллереном. Баллон с помощью вакуумной системы был предварительно обезгажен, а затем был заполнен аргоном до давления 3024 Па. Температура отростка была установлена равной 230oC. Так как температура отростка была установлена ниже температуры стенок баллона, то давление паров фуллерена в разряде определялось температурой отростка и равнялось 10-9 Торр, что соответствовало количеству фуллерна 2,9•10-11 мкмоль/см3. На электроды подавали постоянное напряжение 600 В, достаточное для пробоя межэлектродного промежутка, после чего напряжение снижалось до 300 В. Излучение, спускаемое осевой областью разряда, фокусировалось на входную щель спектрального прибора, выход которого через фотоэлектронный умножитель и усилитель был соединен с регистрирующим прибором, позволявшим записывать спектр излучения разряда в области длин волн 200-800 нм. Записанный прибором спектр излучения приведен на фиг.1. Он представляет собой излучение атомов аргона, наполнявшего баллон лампы. Затем регистрировали оптическое излучение разрядной лампы при температуре паров фуллерена 600oС (что соответствовало 1,7 •10-4 мкмоль/см3. Спектр излучения представлен на фиг.2. Произошло "подавление" линий аргона, и появились новые линии в ближней и дальней ультрафиолетовых областях спектра, а также увеличение интенсивности сплошного спектра.Example 1. A discharge lamp was made in the form of a quartz cylindrical cylinder with a diameter of 20 mm, into the ends of which two tungsten electrodes were soldered. A process was made in the middle of the balloon into which C 60 fullerene was placed. The cylinder was connected to a vacuum system. Tungsten spirals were wound on the balloon and on the appendage, which made it possible to heat the discharge lamp, varying both the temperature of the cylinder walls and the process temperature from room temperature to 800 ° C independently of each other. The temperature was measured using thermocouples placed on the wall of the balloon and on the surface of the process with fullerene. The cylinder using a vacuum system was previously degassed, and then was filled with argon to a pressure of 3024 PA. The process temperature was set equal to 230 o C. Since the process temperature was set below the cylinder wall temperature, the vapor pressure of the fullerene in the discharge was determined by the process temperature and was 10 -9 Torr, which corresponded to the amount of fullern 2.9 • 10 -11 μmol / cm 3 . A constant voltage of 600 V was applied to the electrodes, sufficient for breakdown of the interelectrode gap, after which the voltage decreased to 300 V. The radiation emitted by the axial region of the discharge was focused on the entrance slit of the spectral device, the output of which was connected through a photoelectronic multiplier and amplifier to a recording device that allowed record the emission spectrum of the discharge in the wavelength region of 200-800 nm. The emission spectrum recorded by the device is shown in FIG. It is a radiation of argon atoms that fills a lamp bulb. Then, the optical radiation of the discharge lamp was recorded at a temperature of fullerene vapor of 600 o C (which corresponded to 1.7 • 10 -4 μmol / cm 3. The emission spectrum is presented in figure 2. There was a "suppression" of the argon lines, and new lines appeared in the near and far ultraviolet regions of the spectrum, as well as an increase in the intensity of the continuous spectrum.

Пример 2. Была изготовлена безэлектродная разрядная лампа из кварцевого баллона диаметром 10 мм, который подключался к вакуумной системе. На части поверхности баллона был намотан высокочастотный контур, средняя часть баллона была снижена отростком, в который помещали фуллерен C60. На стенки баллона и на отросток были намотаны вольфрамовые спирали для нагрева, которые позволяли варьировать как температуру стенок баллона, так и температуру отростка в пределах от комнатной до 800oС независимо друг от друга. Разрядная лампа предварительно обезгаживалась с помощью вакуумной системы, а затем была заполнена аргоном до давления 288 Па. Разряд в лампе зажигался с помощью высокочастотного электромагнитного поля частотой 100 МГц. Измерение температуры и регистрация спектра излучения производились также, как и в примере 1. Были зарегистрированы спектры излучения при температуре паров фуллерена 300oС (см. фиг. 3) и 800oС (фиг.4). Из сравнения этих спектров со спектром излучения аргона (фиг.11) хорошо видно появление интенсивного излучения в дальней и ближней ультрафиолетовых областях в интервале температур паров фуллерена 300 800oС.Example 2. An electrodeless discharge lamp was made from a quartz cylinder with a diameter of 10 mm, which was connected to a vacuum system. A high-frequency circuit was wound on a part of the surface of the balloon, the middle part of the balloon was reduced by a process in which C 60 fullerene was placed. Tungsten spirals for heating were wound on the walls of the balloon and on the process, which made it possible to vary both the temperature of the walls of the balloon and the temperature of the process in the range from room temperature to 800 ° C independently of each other. The discharge lamp was previously degassed using a vacuum system, and then it was filled with argon to a pressure of 288 Pa. The discharge in the lamp was ignited using a high-frequency electromagnetic field with a frequency of 100 MHz. The temperature measurement and registration of the emission spectrum were carried out as in Example 1. The emission spectra were recorded at a fullerene vapor temperature of 300 ° C (see Fig. 3) and 800 ° C (Fig. 4). From a comparison of these spectra with the emission spectrum of argon (Fig. 11), the appearance of intense radiation in the far and near ultraviolet regions in the temperature range of fullerene vapor 300 800 o C. is clearly visible.

Пример 3. Безэлектродная разрядная лампа, изготовленная как в примере 2, была заполнена гелием до давления 576 Па. Были зарегистрированы спектры излучения разрядной лампы при температуре паров фуллерена 200oС (фиг.5) и 400oС (фиг.6). При температуре 200oС спектр излучения представлял собой излучение атомов гелия, а при 400oС зарегистрировано излучение в ближней и дальней ультрафиолетовых областях, обусловленное присутствием фуллерена.Example 3. An electrodeless discharge lamp made as in example 2 was filled with helium to a pressure of 576 Pa. The emission spectra of the discharge lamp were recorded at a temperature of fullerene vapor of 200 o C (Fig.5) and 400 o C (Fig.6). At a temperature of 200 ° C, the emission spectrum was radiation from helium atoms, and at 400 ° C, radiation was detected in the near and far ultraviolet regions due to the presence of fullerene.

Пример 4. Безэлектродная лампа, изготовленная как в примере 2, была заполнена неоном при давлении 288 Па. Были зарегистрированы спектры излучения при температуре паров фуллерена 200oС (фиг.7) и 350oС (фиг.8). При 200oС спектр излучения соответствовал спектру излучения неона, при 350oС линии неона стали менее интенсивными и появилось излучение в ближней и дальней ультрафиолетовых областях, обусловленное присутствием фуллерена.Example 4. An electrodeless lamp made as in example 2 was filled with neon at a pressure of 288 Pa. Radiation spectra were recorded at a vapor temperature of fullerene of 200 o C (Fig.7) and 350 o C (Fig.8). At 200 o С the emission spectrum corresponded to the neon emission spectrum, at 350 o С the neon lines became less intense and radiation appeared in the near and far ultraviolet regions due to the presence of fullerene.

Пример 5. Безэлектродная лампа была изготовлена как в примере 2, но вместо фуллерена в отросток была помещена фуллеренсодержащая сажа при концентрации фуллерена 1 вес. а баллон был заполнен аргоном до давления 288 Па. Был снят спектр излучения при температуре 300oС (фиг.9). При сравнении его со спектром аргона (фиг. 1) обнаружено появление излучения в ближней и дальней ультрафиолетовых областях, обусловленное присутствием паров фуллерена.Example 5. An electrodeless lamp was made as in example 2, but instead of fullerene, fullerene-containing soot was placed in the process at a concentration of fullerene of 1 weight. and the cylinder was filled with argon to a pressure of 288 Pa. The radiation spectrum was taken at a temperature of 300 o C (Fig.9). When comparing it with the spectrum of argon (Fig. 1), the appearance of radiation in the near and far ultraviolet regions was detected due to the presence of fullerene vapors.

Claims (7)

1. Способ получения оптического излучения, включающий создание газового разряда в атмосфере инертного газа с излучающей добавкой в баллоне из оптически прозрачного материала, отличающийся тем, что в качестве излучающей добавки вводят фуллерен при 300 800oС.1. A method of producing optical radiation, including the creation of a gas discharge in an inert gas atmosphere with a radiating additive in a cylinder of optically transparent material, characterized in that fullerene is introduced as a radiating additive at 300 800 o C. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что фуллерен вводят в виде фуллеренсодержащей сажи с концентрацией фуллерена не менее 1,0 мас. 2. The method according to claim 1, characterized in that fullerene is introduced in the form of fullerene-containing carbon black with a concentration of fullerene of not less than 1.0 wt. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что вводят фуллерен С60.3. The method according to claim 1, characterized in that the fullerene C 6 0 is introduced. 4. Разрядная лампа для получения оптического излучения, включающая баллон из оптически прозрачного материала, заполненный инертным газом и излучающей добавкой, отличающаяся тем, что в качестве излучающей добавки введен фуллерен в количестве 2,6•10-9 6,9•10-3 мкмоль/см3.4. A discharge lamp for receiving optical radiation, including a cylinder of optically transparent material, filled with an inert gas and a radiating additive, characterized in that fullerene in the amount of 2.6 • 10 - 9 6.9 • 10 - 3 μmol is introduced as a radiating additive / cm 3 . 5. Лампа по п. 4, отличающаяся тем, что в качестве излучающей добавки введен фуллерен в виде фуллеренсодержащей сажи с концентрацией фуллерена не менее 1,0 мас. 5. The lamp according to claim 4, characterized in that fullerene in the form of fullerene-containing soot with a fullerene concentration of at least 1.0 wt. 6. Лампа по п. 4, отличающаяся тем, что в качестве излучающей добавки введен фуллерен С60.6. The lamp according to claim 4, characterized in that fullerene C 6 0 is introduced as a radiating additive. 7. Лампа по п.4 или 5 и 6, отличающаяся тем, что излучающая добавка размещена в отростке упомянутого баллона. 7. The lamp according to claim 4 or 5 and 6, characterized in that the radiating additive is placed in the process of the said balloon.
RU95104295A 1995-03-22 1995-03-22 Method and discharge lamp for producing optical radiation RU2071619C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95104295A RU2071619C1 (en) 1995-03-22 1995-03-22 Method and discharge lamp for producing optical radiation
PCT/RU1996/000065 WO1996029724A1 (en) 1995-03-22 1996-03-22 Method of producing optical radiation and a discharge lamp for the said purpose

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95104295A RU2071619C1 (en) 1995-03-22 1995-03-22 Method and discharge lamp for producing optical radiation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2071619C1 true RU2071619C1 (en) 1997-01-10
RU95104295A RU95104295A (en) 1998-02-20

Family

ID=20165969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95104295A RU2071619C1 (en) 1995-03-22 1995-03-22 Method and discharge lamp for producing optical radiation

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2071619C1 (en)
WO (1) WO1996029724A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7141007B2 (en) 1997-10-02 2006-11-28 Norbert Egger Apparatus for physical training of persons

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
HU196861B (en) * 1987-01-23 1989-01-30 Tungsram Reszvenytarsasag Low colour-temperature high-pressure metal-halide lamp with good colour reproduction
DE4132530A1 (en) * 1991-09-30 1993-04-01 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh HIGH PRESSURE DISCHARGE LAMP WITH LOW POWER
DE9116651U1 (en) * 1991-10-10 1993-08-26 Waldhauer, Lothar, 85716 Unterschleißheim Discharge tube and control of a device containing it
EP0543169B2 (en) * 1991-11-21 1998-08-19 Ushiodenki Kabushiki Kaisha Metallic vapour discharge lamp
US5382873A (en) * 1991-12-04 1995-01-17 U.S. Philips Corporation High-pressure discharge lamp with incandescing metal droplets
JP3020397B2 (en) * 1992-11-20 2000-03-15 ウシオ電機株式会社 Short arc type cadmium rare gas discharge lamp and projection exposure apparatus equipped with the same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Рохлин Г.Н. Разрядные источники света.- М.: Энергоатомиздат, 1991, с. 451 - 457. 2. Патент РФ N 1816330, кл. H 01 J 61/18, 1993. 3. Авторское свидетельство СССР N 1833927, кл. H 01 J 61/18, 1993. 4. Патент РФ N 2017263, кл. H 01 J 61/18, 1994. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7141007B2 (en) 1997-10-02 2006-11-28 Norbert Egger Apparatus for physical training of persons

Also Published As

Publication number Publication date
WO1996029724A1 (en) 1996-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5834895A (en) Visible lamp including selenium
US5404076A (en) Lamp including sulfur
JP2931819B2 (en) Lamps with sulfur or selenium
US6133694A (en) High-pressure lamp bulb having fill containing multiple excimer combinations
RU2074454C1 (en) Method for generation of light and discharge lamp which implements said method
US5914564A (en) RF driven sulfur lamp having driving electrodes which face each other
US5114372A (en) Method of producing a gas discharge light source
RU2071619C1 (en) Method and discharge lamp for producing optical radiation
US5216322A (en) Method of producing a gas discharge light source
US4745335A (en) Magnesium vapor discharge lamp
Nevyazhskaya et al. Development and production of UV and VUV sources
Waymouth Applications of microwave discharges to high-power light sources
US6157133A (en) Metal oxide discharge lamp
US3421804A (en) Process for filling an electric discharge lamp having an ionisable atmosphere
JPH0917393A (en) Discharge lamp and manufacture of lighting system and discharge lamp
JP2004227820A (en) Discharge lamp
US4296350A (en) Gaseous fluorescent discharge lamp
CN101124651A (en) Low pressure discharge lamp comprising a metal halide
SU1758708A1 (en) Gaseous-discharge electrodeless high-frequency lamp
SU1561127A1 (en) Gas-discharge electrodeless high-frequency lamp
JPH0917391A (en) Discharge lamp and lighting system
CN112771644A (en) Low metal halide dosage plasma light source
SU945927A1 (en) Gas-discharge high-frequency electrodeless lamp
WO2019234454A2 (en) A plasma light source
Lapatovich Microwave-driven high-intensity arc lamps