SU1767573A1

SU1767573A1 - Spectral tube

Info

Publication number: SU1767573A1
Application number: SU894736834A
Authority: SU
Inventors: Владимир Николаевич Петрушенко
Original assignee: В.Н.Петрушенко
Priority date: 1989-08-09
Filing date: 1989-08-09
Publication date: 1992-10-07

Abstract

Использование: в источниках спектрального излучени дл применени в спектрофотометрических устройствах. Сущность изобретени , Спектральна лампа содержит колбу с окном дл выхода излучени , в которой расположены соосно полый катод , кольцевой анод и штыревой электрод с изол ционным покрытием, расположенный внутри полости катода. Дл получени спектров легколетучих элементов внутренн поверхность полого катода имеет форму эллипсоида вращени , плавно переход щего в цилиндр. Кольцевой анод расположен в центре эллипсоида. 2 ил.Use: in spectral radiation sources for use in spectrophotometric devices. SUMMARY OF THE INVENTION The spectral lamp comprises a flask with a window for the output of radiation, in which a coaxially hollow cathode, an annular anode and a pin electrode with an insulating coating are disposed, located inside the cavity of the cathode. In order to obtain the spectra of volatile elements, the inner surface of the hollow cathode has the shape of an ellipsoid of rotation, which smoothly passes into the cylinder. The ring anode is located in the center of the ellipsoid. 2 Il.

Description

Изобретение относитс к газоразр дным приборам, в частности к источникам спектрального излучени , и предназначено дл использовани в различных спектрофо- тометрических устройствах.The invention relates to gas discharge devices, in particular to sources of spectral radiation, and is intended for use in various spectrophotometric devices.

Известна спектральна лампа в виде колбы с оптически прозрачным окном, в которой размещены кольцевой анод и полый катод, содержащий легколетучие металлы. Полость катода представл ет собой канал правильной цилиндрической формы, резко сужающийс по диаметру у выходного отверсти , образу ступенчатый барьер, преп тствующий выходу паров легколетучих металлов. Недостаток данной лампы заключаетс в относительно невысокой интенсивности резонансного излучени , увеличени которого невозможно достичь без значительного роста тока тлеющего разр да. В свою очередь, при большом токе газового разр да возрастает температура катода и увеличиваетс вынос паров легколетучих металлов из полости катода, Это отрицательно сказываетс на работе лампы.A spectral lamp in the form of a bulb with an optically transparent window is known, in which a ring anode and a hollow cathode containing volatile metals are placed. The cavity of the cathode is a channel of regular cylindrical shape, sharply tapering along the diameter at the outlet, forming a stepped barrier that prevents the escape of vapors of volatile metals. The disadvantage of this lamp is the relatively low intensity of resonant radiation, an increase which cannot be achieved without a significant increase in the current of the glow discharge. In turn, when the gas discharge current is high, the temperature of the cathode increases and the removal of vapors of volatile metals from the cavity of the cathode increases. This adversely affects the operation of the lamp.

Наиболее близка к предлагаемой спектральна лампа, содержаща колбу с оптически прозрачным окном, полый катод, кольцевой анод и штыревой изолированный электрод (анод), расположенный концент- рично внутри полости катода.Closest to the proposed spectral lamp, a flask with an optically transparent window, a hollow cathode, an annular anode, and a pin insulated electrode (anode) located centrally inside the cavity of the cathode.

Недостаток данной лампы заключаетс в неприспособленности ее конструкции дл получени спектров легколетучих элементов . Удаленность анода от рабочей поверхности катода не позвол ет получить равномерного распылени материала со всей его поверхности. Активна диффузи свободных атомов металла из зоны возбуждени в объем лампы ограничивает возможность получени резонансного излучени высокой интенсивности.The disadvantage of this lamp lies in the unsuitability of its design for obtaining the spectra of volatile elements. The remoteness of the anode from the working surface of the cathode does not allow obtaining a uniform sputtering of the material from its entire surface. The active diffusion of free metal atoms from the excitation zone into the lamp volume limits the possibility of obtaining high intensity resonant radiation.

Цель изобретени -создание источника спектрального излучени легколетучих химических элементов с высокой интенсивностью излучени и низким расходом материала катода.The purpose of the invention is to create a source of spectral radiation of volatile chemical elements with high intensity of radiation and low consumption of cathode material.

Указанна цель достигаетс тем, что в спектральной лампе, представл ющей собой колбу с оптически прозрачным окном, вThis goal is achieved by the fact that in a spectral lamp, which is a flask with an optically transparent window,

слcl

сwith

XJXj

ОABOUT

-ч-h

СЛSL

XI соXI with

которой соосно расположены полый катод, кольцевой анод и штыревой электрод с изол ционным покрытием, который сам расположен внутри полости катода, внутренн поверхность полого катода имеет форму эл- липсоида вращени , плавно переход щую в цилиндрический канал. Кольцевой анод при этом располагаетс внутри полости катода в центре эллипсоида вращени , симметрично относительно его поверхности. Полый катод выполнен из электропроводного и тугоплавкого материала. На егб внутреннюю поверхность нанос т тонким слоем легколетучее вещество, спектр которого необходимо получить.where the hollow cathode, the annular anode and the pin electrode with an insulating coating are located coaxially, which itself is located inside the cavity of the cathode, the inner surface of the hollow cathode has the shape of a rotation ellipsoid, smoothly passing into a cylindrical channel. In this case, the annular anode is located inside the cavity of the cathode in the center of the ellipsoid of rotation, symmetrically with respect to its surface. The hollow cathode is made of electrically conductive and refractory material. On the inner surface, a volatile substance is applied with a thin layer, the spectrum of which is to be obtained.

При подаче напр жени на кольцевой анод и полый катод между ними зажигаетс тлеющий разр д. Их форма и взаимное пространственное расположение обеспечивают равномерность распылени материала с поверхности катода. Ограниченность и замкнутость пространства газового разр да обеспечивают высокую концентрацию паров легколетучего вещества при небольшом токе тлеющего разр да. Дл увеличени концентрации свободных электронов в полости катода на штыревой изолированный электрод подают посто нный или импульсный положительный потенциал. В результате этого у его поверхности образуетс объемный отрицательный зар д с большой пространственной плотностью свободных электронов, способных возбуждать атомы различных химических элементов.When voltage is applied to the annular anode and the hollow cathode, a glow discharge is ignited between them. Their shape and mutual spatial arrangement ensure uniform sputtering of the material from the cathode surface. The limited and closed space of the gas discharge provides a high concentration of vapors of a volatile substance with a small glow current. To increase the concentration of free electrons in the cathode cavity, a constant or pulsed positive potential is applied to a pin insulated electrode. As a result, a negative volume charge with a large spatial density of free electrons, capable of exciting atoms of various chemical elements, is formed at its surface.

Увеличение интенсивности излучени в данной конструкции достигаетс за счет увеличени концентрации паров металла в зоне возбуждени при тех же значени х тока тлеющего разр да, а также за счет увеличени прот женности активной излучаю- щей зоны.An increase in the intensity of radiation in this construction is achieved by increasing the concentration of metal vapors in the excitation zone at the same values of the glow discharge current, as well as by increasing the length of the active radiating zone.

На фиг. 1 изображен общий вид спектральной лампы; на фиг. 2 представлена схема анодно-катодного узла спектральной лампы дл легколетучих элементов.FIG. 1 shows a general view of the spectral lamp; in fig. 2 shows a schematic of an anode-cathode assembly of a spectral lamp for volatile elements.

Спектральна лампа представл ет собой колбу 1 с оптически прозрачным окном 2, в которой соосно расположены полый катод 3, кольцевой анод 4 и штыревой электрод 5 с изол ционным покрытием 6. Полость катода 3 имеет форму эллипсоида 7 вращени , плавно переход щего в цилиндрический канал 8 (фиг. 2). Штыревой изолированный электроде размещен внутри полости катода 3. Кольцевой анод 4 расположен внутри полости катода 3, симметрично относительно ее поверхности, в центре эллипсоида 7 вращени . Легколетучее вещество, спектр которого необходимо получить, тонким слоем 9 покрывает поверхность полости катода в той ее части, где она имеет форму эллипсоида 7 вращени . Объем лампы заполн ют инертным газом.The spectral lamp is a flask 1 with an optically transparent window 2, in which hollow cathode 3, annular anode 4 and pin electrode 5 with insulating coating 6 are coaxially disposed. The cavity of cathode 3 has the shape of an ellipsoid of rotation smoothly passing into cylindrical channel 8 (Fig. 2). A pin electrode is placed inside the cavity of the cathode 3. The annular anode 4 is located inside the cavity of the cathode 3, symmetrically with respect to its surface, in the center of the ellipsoid 7 of rotation. The volatile substance, the spectrum of which is to be obtained, covers the surface of the cathode cavity in the part where it is in the form of an ellipsoid of rotation 7 with a thin layer. The lamp is filled with an inert gas.

Спектральна лампа работает следующим образом.The spectral lamp works as follows.

Между кольцевым анодом 4 и полым катодом 3 зажигаетс тлеющий разр д. При этом происходит распыление материала покрыти 9 с поверхности полости катода 3. В то же врем , при подаче посто нного или переменного положительного потенциала на штыревой изолированный электрод 5 около его изолированной поверхности 6 возникнет объемный отрицательный зар д с большой пространственной плотностью свободных электродов, что, в свою очередь, приводит к увеличению числа возбужденных атомов вещества внутри полости катода и к росту интенсивности резонансного излучени лампы.A glow discharge is ignited between the annular anode 4 and the hollow cathode 3. At the same time, the coating material 9 is sprayed from the surface of the cathode cavity 3. At the same time, when a constant or variable positive potential is applied to the pin insulated electrode 5, its insulated surface 6 will appear volume negative charge with a large spatial density of free electrodes, which, in turn, leads to an increase in the number of excited atoms of matter inside the cavity of the cathode and to an increase in the intensity of resonance Lamp radiation th.

Claims

The Spectral lamp containing a flask with an optically transparent window, in which a coaxially annular anode is located and a hollow cathode with a dielectric coated pin electrode placed in its cavity, characterized in that, in order to increase the intensity of radiation and expand functionality by providing the spectra of volatile elements, the inner surface of the hollow cathode has the shape of an ellipsoid of rotation, smoothly passing into the cylinder, and the annular anode is located in the center of the ellipse ida.

.o e-4

U / / A / /.

FIG

.Fig. 2