SU367485A1

SU367485A1 - P T

Info

Publication number: SU367485A1
Application number: SU1621635A
Authority: SU
Inventors: В. В. Сысун Ю. Г. Басов; пет онд
Priority date: 1971-02-15
Filing date: 1971-02-15
Publication date: 1973-01-23

Description

1one

Изобретение относитс к газоразр дным источникам света, в частности импульсным лампам , предназначенным дл получени многократных интенсивных световых вспышек используемых дл оптической накачки активных лазерных сред, в том числе жидких сред на основе органических красителей.The invention relates to gas-discharge light sources, in particular, flash tubes, designed to produce multiple intense light flashes used for optical pumping of active laser media, including liquid media based on organic dyes.

Известны илшульсные лампы, -внутри трубчатой кварцевой колбы которых коаксиально размещен цилиндрический стержень, упирающийс концами в электродные узлы. Недостатками импульсных ламп подобного типа вл ютс сравнительно низкие предельные и допустимые энергии электрического разр да особенно при эксплуатации в режиме коротких вспышек, св занные с разрущением колбы в процессе работы под действи.ем механических и термических ударов расшир ющихс потоков газоразр дной плазмы, падающих и отраженных ударных волн, а также сравнительно невысока ркостна температура излучающей плазмы.There are well-known lamps, inside of which a tubular quartz bulb of which a cylindrical rod is placed coaxially and abutted with ends at the electrode assemblies. The disadvantages of pulsed lamps of this type are relatively low limiting and permissible electric discharge energies, especially when operating in the mode of short flashes, associated with the destruction of the bulb during operation under the influence of mechanical and thermal shocks of the expanding flows of gas discharge plasma, incident and reflected shock waves, as well as the relatively low temperature temperature of the emitting plasma.

Целью изобретени вл етс увеличение предельной э тергин разр да и повышение р«остиой температуры излучающей плазмы.The aim of the invention is to increase the limiting discharge magnitude and increase the temperature of the emitting plasma.

Поставленную цель достигают путем увеличени поверхности диэлектрической стенки, ограничивающей газоразр дную плазму в колбе, за счет введени в колбу но всей ее длине стержней или трубок круглого сечени This goal is achieved by increasing the surface of the dielectric wall, limiting the gas-discharge plasma in the flask, by introducing into the flask over its entire length rods or tubes of circular cross section

из-оптически прозрачного материала, механически соединенных между собой на противоположных концах диэлектрическими кольцами или колпачками, упирающимис в нерабочиеfrom an optically transparent material mechanically interconnected at opposite ends by dielectric rings or caps abutting non-working

части электродных узлов или торцовые стенки колбы соответственно и таким образом, чтобы стержни или трубки располагались в разр дной части колбы и примыкали по образующей своей боковой поверхностью к внутренней поверхности колбы. При этом продольна ось указанных стержней или трубок должна совпадать с продольной осью разр дной части колбы, а рассто ние между стержн ми или трубками в оптимальном случае, по крайнейparts of the electrode assemblies or end walls of the flask, respectively, and in such a way that the rods or tubes are located in the discharge part of the flask and adjoin along the inner surface of the flask along their forming side surface. In this case, the longitudinal axis of the said rods or tubes should coincide with the longitudinal axis of the discharge part of the flask, and the distance between the rods or tubes in the optimal case, at least

мере, должно быть равно их диаметру.least should be equal to their diameter.

Цилиндрические стержни или трубки в одном из вариантов конструкции выполн ют из более тугоплавкого материала по сравнению с материалом колбы лампы. Например,Cylindrical rods or tubes in one of the designs are made of a more refractory material as compared with the material of the lamp bulb. For example,

в колбе из стекла ЗС-5 монтируют цилиидрические прутки из плавленного кварцевого стекла и соедин ют на противополол ных концах кварцевыми кольцами или колпачками с внешним диаметром, близким к внутреннемуin a flask made of glass CS-5, ciliane rods of fused quartz glass are mounted and connected at the opposite half-ends with quartz rings or caps with an external diameter close to

диаметру трубчатой колбы.the diameter of the tubular flask.

В предложенном газоразр дном источнике света повышена удельна предельна энерги , подводима в разр д, в результате увеличени диэлектрической поверхности, ограничивающей газоразр дную плазму, за счет распределени тепловой энергии в момент вспышки между поверхностью стенок колбы и повер: 1Но.стЯ(М.и цилиндрических стержи-ей ил.и трубок; уменьшено ударное воздействие на стенки колбы лампы фронта радиально расшир ющегос плазменного столба и ударных волн; увеличена ркостна температура слоев газоразр дной плазмы, примыкаюш,их к внутренней поверхности колбы лампы и внос щих основной вклад в общее излучение источника света за счет многократных столкновений между собой падающих и отраженных ударных волн и потоков газоразр дной плазмы.In the gas discharge proposed in the light source, the specific limiting energy is increased, supplied to the discharge, as a result of an increase in the dielectric surface bounding the gas discharge plasma, due to the distribution of thermal energy at the time of the flash between the surface of the flask walls and the turn: rod, silt, and tubes; reduced impact on the walls of the bulb of the front lamp; radially expanding plasma column and shock waves; increased temperature temperature of the gas-discharge plasma layers, adjacent to them, the surface of the lamp bulb and making the main contribution to the total radiation of a light source due to multiple collisions between themselves of the incident and reflected shock waves and gas discharge plasma flows.

На фиг. 1 изображен газоразр дный источник света пр мого типа, вид сбоку с частичным разрезом; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - газоразр дный источник света П-образного типа, вид сбоку с частичным разрезом; на фиг. 4 - схема, по сн юща работу источника света.FIG. 1 shows a direct-type gas discharge light source, side view with partial section; in fig. 2 is a section along A-A in FIG. one; in fig. 3 - gas discharge light source, U-shaped, side view with partial section; in fig. 4 is a diagram illustrating the operation of a light source.

Показанный на фиг. 1 и 2 источник света имеет пр мую трубчатую колбу / из кварцевого стекла, наполненную ксеноном до давлени 200-400 мм рт. ст. Длина разр дного промежутка колбы 120 мм, диаметр разр дной камеры. 11,6 мм. В разр дной камере 2 размещены четыре цилиндрических стержн или трубки 3 с внещним диаметром 3 мм, механически соединенные между собой на противоположных концах при помощи колец 4 и 5, выполненных из того же материала, что и стержни или трубки, например из кварцевого стекла.Shown in FIG. 1 and 2, the light source has a straight tubular / quartz glass flask filled with xenon up to a pressure of 200-400 mm Hg. Art. The length of the discharge gap of the flask is 120 mm, the diameter of the discharge chamber. 11.6 mm. Four cylindrical rods or tubes 3 with an external diameter of 3 mm, mechanically interconnected at opposite ends by means of rings 4 and 5 made of the same material as the rods or tubes, for example of quartz glass, are placed in the discharge chamber 2.

Стержни или трубки атредназ ачены дл увеличени диэлектрической поверхности, окружающей разр дную камеру, «а которую -распредел ютс тепловые и механические нагрузки при работе лампы. В ножках 6 разр дной колбы смонтированы одинаковые по конструкции электродные узлы, каждый из которых содержит электрод 7 из торированного вольфрама , запрессованный в полый держатель 8 из ковара, который снабжен выступом дл закреплени кольца 4 или 5.Rods or tubes are alternately used to increase the dielectric surface surrounding the discharge chamber, and which distributes thermal and mechanical loads during lamp operation. In legs 6 of the discharge bulb, identical electrode assemblies are mounted, each of which contains a thoriated tungsten electrode 7 pressed into a hollow holder 8 of covar, which is provided with a protrusion for fastening ring 4 or 5.

Кольца также окружают рабочие электроды , упрочн приэлектродные участки колбы и предохран их от воздействи высоких температур, возникающих за отраженными от электродов ударными волнами в результате торможени потоков расшир ющейс плазмы. Полый держатель 8 имеет кольцевой выступ с размещенным на нем металлическим цилиндром 9. Кольцевой зазор между ножкой колбы 6 и цили«др01М 9 залолвее припоем 10 (олово-титан ). Цилиндрическа полость // служит дл подвода хладагента при аксолуатации источника света в стробоскопическом режиме.The rings also surround the working electrodes, strengthening the electrode sections of the flask and protecting them from the effects of high temperatures arising behind the shock waves reflected from the electrodes as a result of inhibition of the flows of the expanding plasma. The hollow holder 8 has an annular protrusion with a metal cylinder 9 placed on it. The annular gap between the foot of the flask 6 and the cylinder “dr01M 9 volley is solder 10 (tin-titanium). A cylindrical cavity // serves to supply the refrigerant when the light source is axolated in a stroboscopic mode.

Показанный на фиг. 3 другой вариант конструкции источника света, выполненный в П-образной разр дной колбе, отличаетс от описанного выще тем, что цилиндрические стержни или трубки механически соединены между собой на противоположных концах кол1пач,ка1М.и 12 w. 13 с плоским деом, утирающимис в торцовые стенки колбы. КолпачкиShown in FIG. 3, another variant of the light source design, made in a U-shaped discharge flask, differs from the one described above in that the cylindrical rods or tubes are mechanically interconnected at opposite ends of the tube, ca. 1 and 12 w. 13 with a flat surface wiping into the end walls of the flask. Caps

могут быть приварены на ко1щах трубчатой колбы, как это показано на фиг. 3, и герметизировать ее.can be welded to the casing of the tubular bulb, as shown in FIG. 3, and seal it.

На фиг. 4 показан поперечный разрез разр дной камеры 2 с размещенными в ней цилиндрическими стерл н ми 3 и внешним электродом поджига разр да 14.FIG. Figure 4 shows a cross section of the discharge chamber 2 with cylindrical sterols 3 placed therein and the external ignition electrode of discharge 14.

Предполагаетс , что на стенке колбы вблизи электрода поджига начинаетс разр д, вIt is assumed that the discharge begins in the flask wall near the ignition electrode, in

результате чего происходит образование иresulting in education and

расширение газоразр дного шнура от .тогоexpansion of the gas discharge cord from

места разр дной камеры, где расположенplaces of the discharge chamber where is located

электрод поджига.ignition electrode.

Расшир ющийс со сверхзвуковой скоростью шнур плазмы порождает ударные волны.The plasma cord expanding at supersonic speed generates shock waves.

Последовательное во времени прохождениеSequential passage of time

радиальных здарных волн и фронтов плазмыradial health waves and plasma fronts

показано полукруглыми лини ми.shown by semicircular lines.

При достижении поверхности цилиндрических стержней ударные волны и потоки плазмы отражаютс от них под разными углами и сталкиваютс между собой. При этом происход т также столкновени ударных волн и потоков плазмы, отраженных как от поверхности цилиндрических стержней, так и от поверхности трубчатой колбы. В оптимальном случае, когда рассто ние между цилиндрическими стержн ми или трубками примерно равно их диаметру, будут происходить одновременно столкновени ударных волн и потоков плазмы, отраженных от двух соседних стержней и от поверхности трубчатой колбы. При столкновени х кинетическа энерги движени частиц и скачков уплотнени переходитWhen the surface of the cylindrical rods is reached, the shock waves and plasma flows are reflected from them at different angles and collide with each other. In this case, collisions of shock waves and plasma flows, reflected both from the surface of cylindrical rods and from the surface of a tubular bulb, also occur. In the optimal case, when the distance between cylindrical rods or tubes is approximately equal to their diameter, collisions of shock waves and plasma flows reflected from two adjacent rods and from the surface of a tubular bulb will occur simultaneously. During collisions, the kinetic energy of particle motion and shock waves goes over

в тепловую, вследствие чего увеличиваетс температура плазмы преимущественно тех слоев, которые примыкают к поверхности колбы. Самопоглощение тонких слоев плазмы незначительно, и поэтому при увеличении ихthermal effect, as a result of which the plasma temperature increases predominantly of those layers that are adjacent to the surface of the flask. The self-absorption of thin plasma layers is insignificant, and therefore with an increase in their

температуры значительно повыщаетс выход излучени . Увеличение ркостной температуры соответствует также повышению выхода ультрафиолетового излучени .temperatures significantly increase the radiation output. An increase in the brightness temperature also corresponds to an increase in the ultraviolet radiation yield.

Одновременно при этом происходит демпфирование механических нагрузок, возникающих при падении ударных волн и потоков газоразр дной плазмы, с уменьшением ударного импульса за счет того, что сначала ударные нагрузки воспринимаютс колбой через цилиндрические стержни или трубки, а затем уже непосредственно самой колбой.At the same time, mechanical loads arising from the impact of shock waves and gas-discharge plasma flows are damped, with a decrease in the shock pulse due to the fact that at first shock loads are perceived by the flask through cylindrical rods or tubes, and then directly by the flask itself.

Предмет изобретени Subject invention

Claims

1. Gas discharge light source containing a tubular discharge flask filled with working gas with an element of optically transparent material enclosed in it, which serves together with the walls of the flask to limit and stabilize the gas discharge plasma, in order to increase the limiting specific energy of the discharge Yes, and increase the mechanical strength of the bulb, the specified element is made in the form of several dielectric rods placed near the walls of the flask along the entire length

its radiating part is symmetrical about the longitudinal axis and mechanically connected at opposite ends with the help of dielectric parts.

2. The light source according to claim 1, characterized in that the dielectric parts are made in the form of rings.

3. Light source according to nn. I and 2, characterized in that the rings are made of thermoff 7ff

resistant material and are located at the level of the working parts of the electrode nodes.

4. The source of light according to claim 1, characterized in that the dielectric parts are in the form of caps.

5. The source of light according to claim 1, characterized in that the dielectric rods are spaced from one another at least equal to their diameter. at

. 2

77

/ J

/ 2

Phi

PU2 5