SU966793A1

SU966793A1 - Gas-discharge lamp

Info

Publication number: SU966793A1
Application number: SU803241354A
Authority: SU
Inventors: Валентин Григорьевич Филоненко; Александр Григорьевич Симакин; Валериан Дмитриевич Цветков; Алан Иванович Цебоев; Марат Агубечирович Хузмиев
Original assignee: Предприятие П/Я А-3609
Priority date: 1980-12-17
Filing date: 1980-12-17
Publication date: 1982-10-15

Description

(54) ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ЛАМПА(54) DISCHARGE LAMP

1one

Изобретение относитс к газоразр дным лампам , а именно к конструкци м баллонов, и может быть использовано в качестве точечного источника света дл целей спектрофотометрии и в других област х науки и техники.The invention relates to gas discharge lamps, namely to cylinder designs, and can be used as a point source of light for spectrophotometric purposes and in other fields of science and technology.

Известны газоразр дные лампы, выполненные в виде замкнутого кварцевого баллона, заполненного рабочим газом. Дл получени светшдегос тела небольших размеров разр д в лампах возбуждаетс внутренними нндукто- ,Q рами 1i.Gas discharge lamps are known in the form of a closed quartz balloon filled with a working gas. To obtain small sized light bodies, the discharge in the lamps is excited by internal conductors, Q frames 1i.

Однако при сложной конструкции такой лампы свести размеры св1ет шегос тела менее чем до 8-10 мм не удаетс .However, with the complicated construction of such a lamp, it is not possible to reduce the size of the body of the body to less than 8-10 mm.

Известны также газоразр дные спектральные лампы, содержащие наполненный рабочим газом кварцевый баллон с выходным окном, размешенные в баллоне катод, анод и раздел ющую их диафрагму (так называемый световой шприцр jo с каналом, в котором плазма разр да концентрируегс и благодар зтому образуетс близкий к точечному источнику света, в частности ультрафиолетового , большой ркости 2ЬGas-discharge spectral lamps are also known, containing a quartz cylinder filled with the working gas with an exit window, a cathode placed in the balloon, an anode and a diaphragm separating them (the so-called light syringe jo with a channel in which the discharge plasma concentrates and due to this forms close to a point light source, in particular, ultraviolet, high brightness 2b

Однако конструкци лампы сложна, из-за прохождени разр да через узкий канал диафрагмы падение напр жени на лампе и напр жение ее зажигани значительно возрастает, при этом свет щеес плазменное п тно не имеет четких границ, а его размеры мен ютс в эавискмости от режима работы лампы, срока службы и т. д. Свет щеес плазменное п тно излучаетс во все стороны, в выходное окно попадает лишь часть излучени разр да, позтому полезна светоотдача и КПД лампы невелики .However, the design of the lamp is complicated; due to the passage of the discharge through the narrow channel of the diaphragm, the voltage drop across the lamp and the ignition voltage of it increase significantly, while the light plasma spot does not have clear boundaries, and its dimensions vary in efficiency from the mode of operation. lamps, service life, etc. The light of a plasma spot is emitted in all directions, only a fraction of the radiation emitted from the output window, therefore, the light output and the lamp efficiency are small.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой вл етс газоразр дна лампа, содержаща пр мой трубчатый кварцевый баллон , заполненный парами метшгла. Параллельно продольной, оси баллона его наружна стенка имеет плоскую поверхность, габариты которой больше внутреннего диаметра баллона. Така конструкци уменьщает рассеивание света, излучаемого через плоскую часть баллона, поэтому ркость лампы в этом направлении увеличиваетс 13.The closest to the technical essence of the present invention is a gas discharge lamp containing a straight tubular quartz cylinder filled with vapor pairs. In parallel with the longitudinal axis of the balloon, its outer wall has a flat surface, the dimensions of which are larger than the inner diameter of the balloon. This design reduces the scattering of light emitted through the flat part of the balloon, so the lamp brightness increases in this direction 13.

39667933966793

Однако в известной лампе излучение разр да в стороны от плоской части баллона не используетс . Баллон лампы им(гет на торцах герметизирова1{ные токовводами плоские части, через которые выходит и безполезно тер етс 5 распростран ющеес между поверхност ми стенок баллона за счет полного виутреннего отражени излучение разр да. Все зто снижает поезную светоотдачу и КПД лампы. Относительно ольшие размеры плоской части баллона ие 10 позвол ют использовать лампу в качестве тоечного источника света без значительного усложени ее конструкции. При возможной нестабильности столба разр да излучение лампы также нестабильно в направлении, перпендику- 15 л рном плоской части.However, in a known lamp, discharge radiation to the side of the flat part of the cylinder is not used. The bulb of the lamp to them (het at the ends of the flat parts sealed by the current leads, through which the 5 propagating between the surfaces of the walls of the balloon due to full multiple reflection of the discharge radiation is lost and unnecessarily lost. All this reduces the light output and efficiency of the lamp. Relatively large dimensions The flat part of the balloon 10 allows the lamp to be used as a source of light without significantly complicating its design. With possible instability of the discharge column, the radiation of the lamp is also unstable in direction and, perpendicular to the 15 l pn of the flat part.

Целью изобретени вл етс упрощение конструкции лцмпы при. обеспечении свет щегос п тка, близкого к точечному, поьышение стабильности излучени и КПД лампы.20The aim of the invention is to simplify the design of the LCCP. ensuring that the light of the nip is close to a point, increasing the stability of the radiation and the efficiency of the lamp.

Цель достигаетс тем, что в газоразр дной ампе, содержащей замкнутый баллон из .опти-. ески прозрачного Материала, наполненный рабочим газом и/или паром, причем наружна тенка баллона имеет плоскую поверхность 25 дл выхода излучени , указанна плоска поверхность образована торцом сопр женной с баллоном непрерывно сужающейс световывод щей части, котора может иметь, например, фор-. му конуса.30The goal is achieved by the fact that in a gas-discharge ampoule containing a closed cylinder of optic. a transparent material that is filled with working gas and / or steam, the outer surface of the balloon has a flat surface 25 for radiation output, said flat surface is formed by the end face of a continuously narrowed light-receiving part adjacent to the balloon, which can be, for example, shaped. mu cone.30

Дл получени более направленной) потока излучени и удобства размещени лампы в аппаратуре конус может быть продолжен щшиндрической частью, оканчивающейс указанным торцом , а дл большего удобства цилиндрическа Часть может быть изогнута. Потер света из-за его выхода через боковую поверхность конуса исключаетс если на поверхность конуса, за исключением торца, нанесена светоотражающа пленка, например серебр на . Полезна светоотдача лампы возрастает еще больше, если така пленка нанесена и на внещнюю поверхность баллона в зоне, прилегающей к конусу. КПД лампы существенно повышаетс , если наружна поверхность колбы, по крайней мере, на части, противоположной торцу, покрыта светоотражающим материалом, например жаростойким диффузно- отражаюп им слоем, не зкранирующик внутренний объем баллона от внешнего высокочастотного пол , но отражающим оптическое излучение плазмы в сторону конуса. Покрывать отражающим слоем всю поверхность баллона не всегда целесообразно, так как из-за возможности перегрева при этом ограничиваетс мощность лампы. Лампа может быть безэлектродной с возбуждением разр да в рабочем газе 55 при помощи внешнего высокочастотного средства , или же может иметь электроды внутри баллона в области, покрытой светоотражающимTo obtain a more direct radiation flux and ease of lamp placement in the equipment, the cone can be extended by the small part ending in the specified end, and for more convenience the cylindrical part can be bent. The loss of light due to its exit through the side surface of the cone is excluded if a reflective film is applied on the surface of the cone, with the exception of the end, for example silver. The useful light output of the lamp increases even more if such a film is applied to the outside surface of the balloon in the area adjacent to the cone. The lamp's efficiency is significantly increased if the outer surface of the bulb, at least on the part opposite to the end, is covered with a reflective material, such as a heat-resistant diffuse reflecting layer, not shielded by the internal volume of the balloon from the external high-frequency field, but reflecting the optical radiation of the plasma in the direction of the cone . It is not always advisable to cover the entire surface of the balloon with a reflective layer, since the power of the lamp is limited due to the possibility of overheating. The lamp may be electrodeless with the excitation of a discharge in the working gas 55 by means of an external high-frequency means, or it may have electrodes inside a balloon in an area covered with reflective

материалом;, в последнем случае разр д возбуждаетс между этими электродами, св занными через герметичные токовводы. с наружными выводами.material; in the latter case, the discharge is excited between these electrodes connected through hermetic current leads. with external leads.

На фиг. 1 представлен вариант конструкций лампы с выходом излучени по оси баллона; на фиг. 2 - то же,с изогнутой световь1вод щей частью.FIG. Figure 1 shows a variant of the lamp design with radiation output along the cylinder axis; in fig. 2 - the same, with a curved light-conducting part.

Стенки близкого по форме к сфере кварцевого баллона 1 плавно, без резких переходов продолжаютс кварцевым конусом 2, также продолженньм цилиндрической частью, пр мой или изогнутой. Конус 2 (или продолжающа его цилиндрическа часть) оканчиваетс плоским полированным торцом 3 и покрыт, за исключением торца 3, серебр ным светоотражающим слоем 4. Этим же слоем 4 покрыта и прилегающа к конусу 2 зона внешней поверхности баллона 1- Со сторонь, противоположной конусу 2, баллон I снаружи покрыт жаростойким диффузно -отражающим слоем 5 синтетической двуокиси кремни , naiviny окружают индуктор 6. Баллон 1 .наполнен дейтерием с добавками неона и аргона.The walls of a quartz balloon 1 similar in shape to the sphere smoothly continue, without abrupt transitions, to a quartz cone 2, also a continuous cylindrical part, straight or curved. The cone 2 (or its cylindrical part extending) ends with a flat polished end 3 and is covered, with the exception of the end 3, with a silver reflective layer 4. The same layer 4 is also covered with the area of the outer surface of the balloon 1 adjacent to the cone 2 On the side opposite to the cone 2 , the cylinder I is outside covered with a heat-resistant diffuse-reflective layer 5 of synthetic silicon dioxide, naiviny surround inductor 6. The cylinder 1 is filled with deuterium with additions of neon and argon.

При подачу на индуктор 6 высокочастотного тока (непрерывного или импульсного) под воздействием высокочастотного пол в наполн ющем лампу газе возбуждаетс разр д . , сопровождаемый оптическим излучением, в том числе и ультрафиолетовьгм. Значительна часть излучаемого плазмой разр да света попадает на стенки баллона 1 под углом, меньшим критического, при котором свет за счет полного внутреннего отражени между поверхност ми стенки не.выходит более за ее пределы, а распростран етс -вдоль ее. Больша часть света попадает в стенки зоны расположени конуса 2 после отражени от покрыти 5. Туда же попадает непосредственно излучение плазмы разр да в сторону зоны конуса 2 Стенки этой зоны, как и сам конус 2, покрыты снаружи светоотражающим слоем, поэтому практически все излучение, попадающее в зону сло 4, как за счет распространени по стенкам, так и за счет пр мого излучени разр да и отражени излучени от сло 5 собираетс и концентрируетс конусом 2, представл ющим собой неотъемлемую часть баллона 1, и выходит через плоский торец 3, диаметр которого равен 1-2 мм. Таким образоМ, торец 3 представл ет собой практически точечный источник света большой ркости, многократно усиленной по сравнению с ркостью столба разр да, с четкими, границами и не завис щий от режима зксплуатащш направленностью.When a high-frequency current (continuous or pulsed) is applied to the inductor 6 under the influence of a high-frequency field, a discharge is excited in the gas filling the lamp. accompanied by optical radiation, including ultraviolet. A significant part of the light emitted by the plasma falls on the walls of the cylinder 1 at an angle smaller than the critical one, at which light due to the total internal reflection between the wall surfaces does not go out beyond its limits, but spreads along it. Most of the light enters the walls of the zone of the cone 2 after reflection from the coating 5. The radiation of the discharge plasma directly enters the side of the cone 2 zone. The walls of this zone, like the cone 2 itself, are covered outside by a reflective layer, therefore almost all the radiation that enters In the zone of the layer 4, both due to the propagation through the walls, and due to the direct radiation of the discharge and reflection of the radiation from the layer 5, it is collected and concentrated by a cone 2, which is an integral part of the cylinder 1, and leaves through the flat end 3, whose diameter is 1-2 mm. Thus, the end 3 is a practically point-like source of light of high brightness, multiply enhanced compared to the brightness of the discharge column, with clear boundaries and independent of the operating mode.

Claims

The proposed gas discharge lamp is structurally simpler than the known lamps with radiation, reduces the diameter of the bright spot to sizes of the order of 1 mm with a high brightness and sharpness of the edges of the spot light, the output of a stabilized beam of light of the gas bit This makes it possible to simplify the apparatus in which it is used, to reduce the size, mass, and energy consumed by the apparatus with its higher operational characteristics. Claim 1. Gaseous lamp containing a Jam-filled balloon of optically transparent material filled with working gas and / or vapor, the outer wall of which has a flat surface for the radiation to exit, in order to simplify while ensuring that the spot spot light is close to the point spot, increasing the stability of the radiation and the efficiency, the pointer on the flat surface is formed by an end face coupled to a balloon of continuously tapering light. the main part. . 2T A lamp according to li.l, which means that the light output part is made in the form of a truncated cone. 3. The lamp according to claim 4, which is based on the fact that the light output part is made in the form of a cone, which transforms into a cylinder. 4. The lamp according to claim 3, about t / l and h and shcha with the fact that the specified, the cylinder is made curved. 5. The lamp according to claims 1 to 3, characterized by the fact that a reflective film is applied to the side surfaces of the cone and 1 Hlinder. 6. Lamp on PP. 1-4, I differ from the fact that the outer surface of the balloon, at least on the part opposite to the end, is covered with a reflective material. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate No. 281172, cn. H 01 J 65/00, 1969.

2. USSR author's certificate for application DG 289079 / 24-07, cl. H 01 J 61/00, 1980.

3. The patent of Great Britain N 1314317, cl. HID, 1973.