UA55726A - Електророзрядна селективна ексимерна лампа видимого діапазону - Google Patents

Abstract

Електророзрядна селективна ексимерна лампа видимого діапазону містить систему електродів, об'єм з робочою сумішшю парів диброміду ртуті з гелієм, основними робочими хвилями випромінювання якої є система молекулярних смуг з максимумом при довжині хвилі 502 нм молекули моноброміду ртуті HgBr на В-Х – переході. Об'єм з робочою сумішшю обмежено коаксіально розміщеними кварцовими трубками, які зварені в торцях, а в системі електродів поверхневий розряд є плазмовим електродом для розряду через діелектрик. При цьому частота повторення імпульсів випромінювання дорівнює 2000 Гц, а максимальна середня потужність видимого випромінювання W становить 0,6 Вт.

Description

Винахід відноситься до газорозрядної електроніки, світлотехніки і може використовуватись для накачки твердотільних і рідинних лазерів, в біотехнології, агрофізиці та медицині.

Відоме ексимерне джерело спонтанного випромінювання видимого діапазону на системі молекулярних смуг НОВ!" (перехід В-Х) з максимумом випромінювання на довжині хвилі 7. рівній 502нм, яке збуджується при фотодисоціації парів НоВіг світлом неперервної ксенонової лампи, попередньо пропущеним через монохроматор 11.

Недоліком відомого джерела є те, що оптична накачка молекул моноброміду ртуті ксеноновою лампою з використанням монохроматора ускладнює та робить громіздкою експериментальну установку.

Прототипом до запропонованої ексимерної лампи є джерело випромінювання, яке вміщує систему електродів, об'єм з робочою сумішшю, яке збуджувалось тривалим (10 - 15мкс) широкосмуговим випромінюванням поверхневого розряду з лінійно стабілізованим іскровим каналом (21. Генерація здійснювалась на Ве хх переходах молекул НОВ, які утворювались з вихідних молекул НОВ: в результаті фотодисоціації під дією короткохвильового УФ випромінювання. Максимум випромінювання спостерігався при довжинах хвиль Х, рівних 502 та 504нм. Енергія в імпульсі випромінювання дорівнювала 0,5Дж, тривалість імпульсу випромінювання дорівнювала 4мкс. Максимальна частота повторення імпульсів дорівнювала 0,1 Гц.

Спільні суттєві ознаки прототипу і винаходу: джерело випромінювання видимого діапазону, яке вміщує систему електродів, об'єм з робочою сумішшю парів диброміду ртуті з буферним газом, основними робочими хвилями якого є випромінювання молекули моноброміду ртуті НоВг на В-Х - переході з максимумом при довжині хвилі 502нм

Відомий пристрій має недолік. Максимальна частота повторення імпульсів обмежується часом відновлення електричної міцності міжелектродного проміжку поверхневого розряду і не може перевищувати 100 Гц |21.

Завданням винаходу є збільшення частоти повторення розрядних імпульсів лампи та застосування в ексимерній лампі видимого діапазону розрядної системи, в якій поверхневий розряд є плазмовим електродом для розряду через діелектрик.

Поставлена задача досягається таким чином, що електророзрядна лампа видимого діапазону, що вміщує систему електродів, об'єм з робочою сумішшю парів диброміду ртуті з гелієм, основними робочими хвилями випромінювання якої є система молекулярних смуг з максимумом при довжині хвилі 502нм молекули моноброміду ртуті НоВг на В-Х - переході, яка згідно винаходу відрізняється тим, що об'єм з робочою сумішшю обмежено коаксіально розміщени ми кварцовими трубками, які зварені в торцях, а в системі електродів поверхневий розряд є плазмовим електродом для розряду через діелектрик, при цьому частота повторення імпульсів випромінювання дорівнює 2000Гц, а максимальна середня потужність видимого випромінювання М/ становить 0,6Вт.

Перевагами запропонованої електророзрядної ексимерної лампи видимого діапазону над прототипом є збільшення частоти слідування розрядних імпульсів до 2000Гуц, використання розряду через діелектрик, в якому поверхневий розряд відіграє роль плазмового електроду.

На фіг.1, 2 наведена конструкція ексимерної лампи в повздовжньому та поперечному розрізі. Ексимерна лампа для видимої області спектру складається з коаксіально встановлених кварцових трубок 1 і 2 довжиною 20см, які зварені в торцях. Зовнішні діаметри трубок складають 15мм і З5мм, відповідно. Вводами З використані електроди ртутної лампи ДРТ-240, які вварені в бокову поверхню кювети. Всередині кварцової трубки 1 встановлена трубка 4 з нікелевої фольги. На зовнішньому діаметрі трубки 2 закріплювалася сітка 5 з коефіцієнтом пропускання випромінювання 7295. Електроди 6, які мають форму кілець, виготовлені із нержавіючої сталі. Відстань між ними 18см.

Для відкачки і напуску газів у бокову поверхню кювети вварювався патрубок 7 із кварцового скла, всередині якого є капіляр діаметром «мм, який служить для зменшення виносу парів диброміду ртуті із кювети в систему відкачки.

Товщина розрядної області 8 і довжина горіння об'ємного розряду складають 7,5мм і 9см, відповідно. Випромінювання виводиться із газорозрядної кювети нормально до поверхні зовнішньої кварцової трубки.

Ексимерна лампа видимого діапазону працює наступним чином: у попередньо відкачану до тиску 107"Па розрядну трубку, в якій містився порошок диброміду ртуті у кількості бОмг, напускали 100 - 200кПа гелію. При збудженні робочої суміші лише бар'єрним розрядом імпульсна напруга величиною 15 - 21кВ при частоті слідування імпульсів накачки 1 - 2кГц прикладалася між трубкою 4 і сіткою 5, тоді як при використанні одночасно бар'єрного і поверхневого розрядів висока напруга подавалась на металічну трубку 4 та один із електродів 3, а другий електрод З та сітка були заземлені.

При одночасному застосуванні бар'єрного і поверхневого розрядів останній відігравав роль плазмового електроду для бар'єрного розряду.

В плазмі на основі суміші НоВгг/Не відбувається дисоціативне збудження диброміду ртуті електронами розряду, в результаті реакції НоВігне-»НоВг(В)-Вгне утворюються ексимерні молекули НоВі", які спонтанно переходять в основний Х стан з висвічуванням системи смуг з максимумом при довжині хвилі Х, рівній 502нм НоВг(В-Х). Робочою поверхнею лампи служить та частина бічної поверхні розрядної трубки, яка покрита сіткою.

Збільшення тиску гелію до 200кПа для суміші НоВіг/Не приводить до зростання середньої потужності випромінювання в 1,7 разу порівняно із значенням при тиску гелію рівному 141кПа.

Найвища середня потужність випромінювання з усієї бічної поверхні лампи становить 0,6Вт при значенні коефіцієнта корисної дії по відношенню до вкладеної потужності 19565. Вона може бути підвищена при збільшенні частоти повторення імпульсів накачки до значень 4 - 5кГц і напруги на електродах ексимерної лампи.

Ефективність винаходу визначається тим, що порівняно з прототипом підвищена частота повторення імпульсів випромінювання в 20000 разів (від 0,1Гуц до 2000Гц), підвищена середня потужність випромінювання в 2 - З рази при тих же значеннях ефективності.

Винахід може бути використаний при проведенні наукових досліджень з біотехнології, агрофізики, медицини та квантової електроніки.

Джерела інформації 1. Бажулин С.П., Басов Н.Г., Зуев В.С., Леонов Ю.С., Стойлов Ю.Ю. Генерация на Х-502нм при длительной световой накачке паров НовВ'іг» // Квантовая злектроника. 1978. Т.5, Ме3. С.684 - 686. 2. Бажулин С.П., Бугримов С.Н., Камруков А.С., Кашников Г.Н., Козлов Н.П., Овчинников П.А., Опекай А.Г., Орлов

В.К., Протасов Ю.С. Сине-зеленье лазерь! на парах галогенидов ртути с широкополосньім оптическим возбуждением // Тезисьї докладов ХІЇ Всесоюзной конференции по когерентной и нелинейной оптике. 1985. Ч.2. С.713 - 714. (прототип).

234 М Ах кшк ШЕ Ох пиши шанси гани піиноннннния ле А 8

Фіг.1

А-А 2 й

Й, ч й І й (о ) ' і х 4 у

Їх р

Фіг.2

Claims (1)

1. Електророзрядна селективна ексимерна лампа видимого діапазону, що містить систему електродів, об'єм з робочою сумішшю парів диброміду ртуті з гелієм, основними робочими хвилями випромінювання якої є система молекулярних смуг з максимумом при довжині хвилі 502 нм молекули моноброміду ртуті НеВІі на В-Х - переході, яка відрізняється тим, що об'єм з робочою сумішшю обмежено коаксіально розміщеними кварцовими трубками, які зварені в торцях, а в системі електродів поверхневий розряд є плазмовим електродом для розряду через діелектрик, при цьому частота повторення імпульсів випромінювання дорівнює 2000 Гц, а максимальна середня потужність видимого випромінювання У становить 0,6 Вт.