SU786693A1 - Импульсна газоразр дна лампа - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к импульсным источникам ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучени , в частности к импульсным газоразр дным лампгии высокой мощности и короткой длительности вспьвлки. Изоб1 етение может быть использовано в лазерах в качестве источника оптической накачки твердых, жидких или газообразных сред, в устройствах,использующих процессы фотолиза и фотосинтеза веществ, в аппаратах флуоресцентного анализа веществ и других приборах где необходимы источники излуАени  высокой мощности и короткой длительности вспышки. Известна газоразр дна  система бегущей волны, в которой электрический разр д осуществл етс  в направлении , перпендикул рном продольной оси камеры между двум  прот женньада эле ктродами, расположениьода параллель но оси камеЕ л, которые снабжены игольчатыми выступами и присоединены к обкладкам высоковольтной линии передачи . электрический разр д, локализованный в каждый момент времени в малой области электродов, со временем переметаетс  вдоль разр дной камера. Кюве та с активной средой лазера расположена сбоку от разр дной камеры Недостатки указанной разр дной системы следующие: во-первых,кювета с активной средой освещаетс  лишь с одной стороны, т.е. существенно неоднородно , во вторых, из-за наличи  игольчатых выступов на электродах разр д концентрируетс  главным образом в виде шнуров между игольчатыми выступами, что приводит к неоднородному и слабому освещению кюветы; в-третьих, значительна  эрози  материала игольчатых выступов во врем  разр да приводит к загр знению газа в разр дном промежутке и сокращает долговечность электродов. Наиболее близкой к за вл емому объекту по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  импульсна  коаксиальна  лампа, содержаща  корпус в виде цилиндрической трубки из прочного электроизол ционного материала. Внутри корпуса и соосно с ним размещена цилиндрическа  кювета в виде трубки из оптически прозрачного материала, закрытой торцовыми окнамк. Кювета предназначена дл  заполнени  активной средой лазв« ра или другим веществом, подвергаю-

имс  воздействию излучени  лампы. иаметры корпуса и кюветы подобраны ак, что между ними существует узкий ольцевой зазор. Торцы кольцевого зазора закрыты металлическими электроами в виде колец, которые с внешней стороны соединены с первой и втоой токоподвод щими пластинами, плотно прилегающими к корпусу с целью ме ьшени  индуктивности, Кольцевой азор заполнен рабочим газом и в нем существл етс  электрический разр д вежду электродами в направлейии,параллельном продольной оси лампы Раз д равномерно заполн ет кольцевой зазор и образует цилиндрическую излучающую оболочку вокруг кюветы 2) ,

Однако недостатком прототипа  вл етс  то, что увеличение электрической энергии разр да вызывает увеличение его.длительности. Действительно, при заданных геометрических размерах лампы- существует предельна  электрическа  энерги . При превышении которой лампа разрушаетс . Поэтому дальнейшее увеличение энергии разр да лампы возможно лишь путем увеличени  ее геометрических размеров, и в первую .очередь , ее длины.

Цель изобретени  - увеличение энергии электрического разр да при сохранений короткой длительности светового импульса коаксиальных газоразр дных ламп.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известной импульсной коаксиальной лампе, содержащей корпус, коаксиально .расположенную внутри него кювету, кольцевой зазор между которыми заполнен рабочим газом, электроды , размещенные в кольцевом зазоре, и соединенные с ними токоподвод щие пластины, которые прилегают к корпусу , электроды выполнены в виде прот женных пластин и расположены вдоль оси лампы- с диаметрально против.опо.ложных сторон.

Другим отличием  вл етс  крепление электродов к корпусу с помощью металлических выводных штырей, пропущенных через отверсти  в корпусе и снабженных герметизирующим.уплотнением ,

, - Кроме того/ лампа отличаетс  тем, что снабжена приспособлением дл  напуска рабочего газ.а в кольцевой зазор через отверсти  в выводных штыр х , установленных на токоподвод щей Пластине.

Также отличительной чертой изобретени   вл етс  выполнение электродов .секционированными по длине из наЬора унифицированных элементов.

На фиг. 1 показана конструкци  .лампы с двум  электродами, снабженными выводными щтыр ми, на фиг. 2 - то же, поперечйое сечение (показано соединение токоподвод адих пластинИ приспособление дл  напуска рабочего газа ) ; на фиг, 3 - вариант унифицированного элеманта секционировани  по длине з ектродов.

Устройство содержит трубчатый корпус 1 из ьюханически прочного 5 электр1оизал ционного ма-рериала (кварца , керамики и т.д,}, внухрй которого соосно с йнм расположена кювета 2 в виде трубки 3 из оптически прозрачнога матерИсша, торцы которой закрыты торцовыми окнами 4. Кольцевой зр.зор 5 ме дву корпусом и кюветой заполнен рабочим газом, В случае применени  лампы дл  возбуждени  частиц а твердом теле кювета 2 может быть

заменена стержнем из твердого тела.

Цилиндрическа  форма корпуса и кюветы в принципе не об зательна, они могут иметь, например, эллиптическую или другую форму, однако об зательно .наличие узкого зазора между

0 ними.

& кольцевом зазоре 5 расположены прот женные металлические электроды 6, которые прикреплены к корпусу 1 первой 7 и второй 8 токоподвод щими

5 пластинами,например,посредством р да металлических выводных штырей 9, пропущенных через отверсти  в корпусе , электроды 6 не об зательно должны быть монолитными, могут быть секQ ционйрованными по длине, т.е. сос то ть из набора унифицированных элементов (фиг, 3), которые Плотно примыкают друг к другу. Конструкци  допускает не только два, но и любое

с четное количество электродов в кольцевом зазоре.

Торцы кольцевого зазора закрыты кольцевыми прокладками 10, которые удерживают кювету 2 и герметизируют

0 зазор 5, Герметизаци  может быть

обеспечена либо .с помощыо пластичных материалов (резина, полиэтилен, фторопласт и т,д.) либо путем пайки сварки или склеивани  деталей. Перва 

S и втора  8 токоподвод щие пластины разделены электроизол ционным слоем 11 и с Целью уменьшений индуктивности прилегают к корпусу и друг другу. Дл  удобства Присоединени  лампы к

0 двухполюсному источнику питани  на некотором рассто нии от лампы симметричные по ювинЫ пластины 8 соединены друг с другом р дом металлических перекичёк 12, изолированных от первой пластины 7. Дл  запо нени  кольцевого зазора 5 рабочим газом лампа снабжена либо патрубком, щ икрепленнь1М непосредственно к корпусу/ Либо приспособле1нием, включающим nepstM фланец 13 Сфкг, 2), прикрепленный

0 Ко второй пластине 8/ и второй фланец 14V соединейный с патрубком 15. Обга фланца соединены герметизирующей прокладкой IS,

Claims (2)

1. Устройство работает следу оанм образом . При подаче на токоподвод щие плас тины 7 и 8 высокого напр жени  от источника питани  (кондеисатора) через коммутирующий разр дник идажду электродами 6 возникает разность потенциалов , происходит электрический пробой рабочего газа и формируетс  электрический разр д, плазма которого равномерно заполн ет кольцевой за зор 5. Электрический ток протекает от одного электрода к другому по колу кольцевым зазорам 8 направлении перпендикул рном продольной оси лампы . Излучение плазмы проникает в кювету и освещает среду, находйщуню  внутри нее со всех сторон. Следует отметить, что в процессе электрнчесfcpro разр да в происходит частична  эрози  материала электродов. Однако в предлагае юм. устройстве пйс дадь электродов значительно б ольше , чем у прототипа, при одинаковых геометрических размерах обоих,поэтому в предлагаемом устройстве плотность тока через поверхность электро дов, а следовательно, и эрози  электродов меньше. При работе лампы в импуЛьсно-периодическом режиме рабочий газ постепенно загр зн етс  продуктакм эрозии электродов и взаимодейст ви  плазма разр да с поверхностью корпуса и кюветы. Поэтому в этом режшию работы целесообразно оборудовать лампу двум  патрубками или приспособлЙэни ми дл  смены рабочего газа . - . . Использование изобретени  позволит увеличить мощность и энергию раз р да существующих ламп с короткой длительностью вспышки. По данному техническому предложению в Ордена Ле нина физическом институте им.П.Н.Лебедева  зготовлен макет лампы с двум  электродами. Макет с длиной кольцевого зазора 10 см и его диаметром 16 мм испытан при электрической энер гиИ до 110 Дж. Длительность изфгульса ультрафиолетового излучени  по  о увысоте составила 125 Не, длите ЬнОсТь переднего фронта импульса по уровню от ОД до 0,9 максимальной интенсивности 53 Н с. Как в дно э сравнени  с  аннь ш прототипа длиной 12 см, при8едт нымн вьше, у испдоа мого макета энерги  электрического разр да в 1,2 раза н мощность разр да в 2,9 раза больше, а длительность импульса ё раза и длительность переднего фрсжта в 1,8 раз меньше. Энерги  электрического разр да йсгштанного макета в п ть раз превысила энергию прототипе длиной 3,5 см, а длительность переднего фронта бттз-. ка к аналогичной величине прототипа (45 Hvc). Формула изобретени  1. Шшульсна  газоразр дна  лампа, содержаща  цилиндрический корпус, коакси;ально располо сенну внутри него кювету, кольцевой зазор между которыми заполиен рабочим газом, электроды, размещенные в кольцевом зазсфе, и соединенные с ними токоподводшще пластины, примыкающие к корпусу н один к другому через тонкий электроизол ционный слой, отличающа  с   тем, что, с целью увеличени  энергии электрического разр да,электроды выполнены в виде прот женных пластин, установленных дигшетрально противоположно вдоль оси лампы. 2. Лампа по п. 1, о т л и ч а ющ а   с   тем, что она снабжена герметично установленными в корпусе выводными штыр ми, через которые электроды соединены с токоподвод щими пластинами. 3. Лампа по пп. 1 и 2, о т л и -; ч а ю щ а   с   тем, что штыри выполнены с отверсти ми дл  напуска рабочего газа. 4. Лампа по п. 1, о т л и ч а ющ а   с   тем, что электроды выполнены секционированными по длине из набора унифицированных элементов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент. США W 3864643, кЛ. 331-94.5, 1975.
2. 2.Патент СЗДА 3659225, КЛ. 332-7.51, 1974.