WO2013112074A1 - Способ генерации излучения на резонансных переходах атомов металлов - Google Patents

Способ генерации излучения на резонансных переходах атомов металлов Download PDF

Info

Publication number
WO2013112074A1
WO2013112074A1 PCT/RU2013/000046 RU2013000046W WO2013112074A1 WO 2013112074 A1 WO2013112074 A1 WO 2013112074A1 RU 2013000046 W RU2013000046 W RU 2013000046W WO 2013112074 A1 WO2013112074 A1 WO 2013112074A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
discharge
radiation
metal
mercury
excitation
Prior art date
Application number
PCT/RU2013/000046
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2013112074A8 (ru
Inventor
Игорь Георгиевич РУДОЙ
Виктор Александрович ДОЛГИХ
Леонард Павлович МЕНАХИН
Ахат Зинурович НУСРАТТУЛИН
Аркадий Матвеевич СОРОКА
Original Assignee
Rudoy Igor Georgievich
Dolgikh Viktor Aleksandrovich
Menakhin Leonard Pavlovich
Nusrattulin Akhat Zinurovich
Soroka Arkadij Matveevich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rudoy Igor Georgievich, Dolgikh Viktor Aleksandrovich, Menakhin Leonard Pavlovich, Nusrattulin Akhat Zinurovich, Soroka Arkadij Matveevich filed Critical Rudoy Igor Georgievich
Priority to CN201380006436.5A priority Critical patent/CN104303260B/zh
Priority to JP2014553273A priority patent/JP2015505636A/ja
Priority to EP13740604.7A priority patent/EP2822025A4/en
Priority to US14/373,695 priority patent/US9392677B2/en
Publication of WO2013112074A1 publication Critical patent/WO2013112074A1/ru
Publication of WO2013112074A8 publication Critical patent/WO2013112074A8/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/30—Circuit arrangements in which the lamp is fed by pulses, e.g. flash lamp
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/24—Circuit arrangements in which the lamp is fed by high frequency ac, or with separate oscillator frequency
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/12—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature
    • H01J61/18—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature having a metallic vapour as the principal constituent
    • H01J61/20—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature having a metallic vapour as the principal constituent mercury vapour
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/70—Lamps with low-pressure unconstricted discharge having a cold pressure < 400 Torr
    • H01J61/72—Lamps with low-pressure unconstricted discharge having a cold pressure < 400 Torr having a main light-emitting filling of easily vaporisable metal vapour, e.g. mercury
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/70—Lamps with low-pressure unconstricted discharge having a cold pressure < 400 Torr

Definitions

  • the claimed technical solution relates to methods for generating radiation at the resonant transitions of metal atoms in mixtures of inert gases excited by an electric discharge with metal vapors and is of interest for applications in photochemistry, microelectronics, ecology (purification of water and air), lighting engineering (fluorescent lamps) and other fields.
  • UV radiation is generated primarily excited mercury atoms (wave length of the resonance passages 6 l ⁇ -? 6'SQ, March 6 PJ- 6'So are ⁇ 185 nm and ⁇ 254 nm), visible region of the spectrum corresponds primarily known sodium doublet 5 2 P 2 - 3 2 Si / 2 (589.6 nm) and 5 2 Pz / 2 - 3 2 Si / 2 (589.0 nm).
  • the resonance radiation of these two metal atoms is of primary interest and is most often used in applications.
  • a known method of generating radiation at the resonant transitions of a metal atom including the excitation of alternating longitudinal electric discharge of industrial frequency (50 Hz) mixtures of inert gases with metal atoms of low pressure ([1]).
  • This method of excitation was used, including in widely known mercury vapor fluorescent lamps [1].
  • metallic mercury metallic sodium
  • As a source of metal atoms in the known method metallic mercury (metallic sodium) was used, maintained at a certain temperature (corresponding, as a rule, to a saturated vapor pressure of the metal of ⁇ 0.3-Pa), as an inert gas, argon or an argon mixture was most often used with neon at a pressure of several hundred Pa.
  • a metal vapor lamp as a rule, is a cylinder with a diameter of 15-50 mm and a length of 0.3-I, 5 meters; the working discharge temperature corresponding to the optimal concentration of metal vapor is ⁇ 45 ° C for mercury and -280 ° C for sodium.
  • the efficiency of generation of UV radiation by mercury atoms is quite high — the actual efficiency of converting the discharge energy into radiation from a resonance transition of a mercury atom of 254 nm reaches 25%, and the luminous efficiency of fluorescent mercury lamps by the known method reaches 70 lm / W, of sodium lamps - 200 lm / Tue
  • an alternating electric current of industrial frequency (a current, the direction of which changes every 10 ms to the opposite direction) to initiate a discharge makes it possible to completely eliminate the migration of positively charged ions (and, as a result, atoms) of mercury to the “instantaneous cathode” and radiation instability along the length of the tube.
  • the efficiency of the known method is far from the maximum possible values, in addition, for mercury lamps, the known method is environmentally hazardous, since a significant amount of mercury in the lamp in a liquid state and rapidly evaporating at room temperature needs to be disposed of after the lamp is finished or at its breakdown. Further, at a frequency of alternating current of 50 Hz, the electric discharge ignites and stops in each half-cycle (since, in the absence of an electric field, the electron lifetime in the discharge is a fraction of a millisecond), which requires re-ignition of the discharge in each cycle and significantly reduces the life of the electrodes, leading to significant fluctuations radiation power.
  • the efficiency of excitation of electronic transitions of the mercury atom (sodium) is low and the energy deposited in the discharge is almost completely converted into heat due to elastic losses in collisions of electrons with atoms, which reduces not only the efficiency, but also the possible radiation power of the lamp (since the temperature of the lamp walls is limited due to the rapid increase in the pressure of the saturated vapor of metals with increasing temperature).
  • the closest technical solution is a method for generating radiation at the resonant transitions of metal atoms in a longitudinal high-frequency low-pressure arc discharge, exciting a mixture of inert gases with metal vapors.
  • This method has been studied in detail for arc mercury lamps, primarily amalgam mercury lamps ([3]: Kostyuchenko SV., Kuzmenko ME, Pecherkin V.Ya. “Investigation of the work of powerful amalgam sources of low pressure bactericidal radiation at a frequency of 40 kHz” The electronic journal “Investigated in Russia", 2000, vol. 3, pp. 1365-1372; http: //zhumal.aDe.relam.ri/articles/2000/100.pdO.
  • the main time parameters of the discharge plasma are: the circular frequency of the sinusoidal excitation ⁇ ⁇ (2-5) ⁇ 10 ⁇ Hz is the inverse lifetime of the excited atoms (taking into account the reabsorption of emitted photons at the optimal vapor pressure of the metal, in the known method, mercury) 1 / t * ⁇
  • the relaxation frequency of the electron temperature in the discharge is 1 / t e ⁇ (5 ⁇ -7) ⁇ 10 ⁇ Hz.
  • Excitation of a discharge with a circular frequency exceeding the reciprocal of the lifetime of the excited atoms (and, especially, the reciprocal of the lifetime of the electrons in the discharge) leads to the fact that the concentration of electrons remains practically unchanged during the pumping period, and the concentration of emitting (excited) atoms, as well as the radiation power varies within ⁇ (20 - ⁇ - 30)%. Due to the nonlinear dependence of the excitation rate on the electron temperature T e, this concentration approaches the corresponding maximum T e per period.
  • the frequency of the relaxation temperature e ⁇ e in 1t the discharge is so high that at any moment of time T e corresponds to the applied field and, as a result, the concentration of emitting particles in the high-frequency discharge is provided at a lower average electron energy, that is, at a lower value of elastic losses and, accordingly, with an increase in the efficiency of conversion of electric energy into shine.
  • amalgams as a source of mercury atoms also dramatically increases the safety of such lamps.
  • room temperature and even up to 50-60 ° C
  • the pressure of saturated mercury vapor over the amalgams used in mercury lamps is small, the mercury in such an amalgam lamp is almost completely bound, in the form of vapor in the lamp is -0.03 mg per lamp and it is this amount that can go into the atmosphere when the lamp breaks down compared to milligrams of mercury (and more) in "ordinary" mercury lamps.
  • the use of an amalgam source of mercury atoms in the known method made it possible to increase the working temperature of the gas mixture to ⁇ 100 ° C as compared to ⁇ 45 ° C in a lamp with metallic mercury without complicating the design at the same concentration of mercury atoms in the discharge, i.e. energy input and linear power of generated UV radiation.
  • the efficiency of lamps on metal vapors according to the known method is significantly lower than the potential for a low pressure discharge in mixtures of inert gases with metal vapors; increasing the service life of lamps on metal vapors is also of considerable interest, especially for lamps with a high linear radiation power.
  • the technical result of the claimed invention is to increase the efficiency and resource of radiation sources at the resonant transitions of metal atoms excited in a low-pressure arc discharge.
  • the technical result is achieved by the fact that in the method of generating radiation at the resonant transitions of metal atoms in a low-pressure arc discharge, including excitation of alternating high-frequency longitudinal electric discharge mixtures of inert gases with metal vapors, the discharge is excited by essentially rectangular current pulses with a duty cycle of no more than 2, 0 and the duration of no more effective lifetime of the resonant state of the radiating metal atom.
  • the fundamental idea of the proposed technical solution is to provide the same, as in the known method, the excitation power of the discharge with the same (close) efficiency of excitation, however, at a lower concentration of electrons in the discharge plasma.
  • the phase shift ⁇ is minimal and even, according to ([3]), the voltage and current are in phase, cos (p ⁇ 1 (more precisely, in the range 0.92--0.98).
  • the input power W and the electron concentration N E in the discharge plasma are:
  • the same pump power can be realized using essentially rectangular current pulses with the same composition of the gas mixture, the same voltage U Q, and duty cycle of alternating pulses G.
  • the essentially rectangular shape of the pulses means that the duration of the rise and fall fronts ( or voltage) from zero to a value of 90% of the maximum (and again to zero) in each individual pulse is significantly less than the pulse duration, for example, the total duration of the fronts does not exceed 10-15% o total pulse duration.
  • the duty cycle of the pulses is equal to the ratio of the time interval between the leading edge of the pulses of different polarity to the duration of an individual pulse (for example, half-height).
  • the discharge pump power will be:
  • the electron concentration in the discharge will decrease.
  • the conservation of voltage at the discharge means that the efficiency of excitation of the emitting levels in the considered version of the excitation will be no less than in the known method and, as a result, the efficiency of generation of resonant radiation will increase.
  • the same radiation power (and this is a key characteristic of the lamp along with its efficiency) can be obtained at a lower pump power, that is, at a slightly lower current (electron concentration), which further increases the lamp efficiency.
  • a lower concentration of electrons and, accordingly, ions automatically ensures a lower ionic bombardment of the tube walls, which increases its resource.
  • a lower amplitude value of the discharge current reduces the load on the electrodes, increasing their service life.
  • the lifetime of the radiating resonance state can be determined both by solving the corresponding equations of radiation transfer and the kinetics of the excited levels of the metal atom, and experimentally by measuring the time dependence of the radiation power of the lamp on metal vapors during a “sharp” turn-off of the pump, or by measuring the variations of the radiation during the pump period .
  • the typical effective lifetime of the resonant level 6 3 P j is 10 + 20 ⁇ s (radiation reabsorption is significant here because the spontaneous lifetime of this level is ⁇ 0.1 ⁇ s), for arc sodium lamps the typical effective lifetime of the doublet is 5 + 10 ⁇ s.
  • the duration of a separate essentially rectangular arc discharge pulse in a low-pressure mercury lamp is not more than 12 15 ⁇ s, preferably 3 + 7 ⁇ s, since the generation of shorter pulses with the corresponding shortening of the fronts no longer gives advantages, but presents a more complicated technical problem .
  • the duration of a single substantially rectangular excitation pulse is not more than 7 + 10 ⁇ s, preferably 3 + 5 ⁇ s.
  • the preferred duty cycle of the pulses in this case is 1, 4 + 1,6.
  • FIG. 1 general form of excitation pulses according to the invention
  • 1 form of discharge current (voltage)
  • 2 sensegment AA '
  • 3 discharge current
  • 3 discharge current
  • 5 discharge current
  • 6 sensegment AB
  • 6 time interval between pulses of different polarity
  • 6 sensegment CD
  • the pulse duty cycle G AB / CD, and for pulses with short fronts, when ⁇ ', KK' AK ( ⁇ ' ⁇ '), some arbitrariness in determining the duration of an inaccurately rectangular pulse does not lead to a significant change in the duty cycle.
  • An amalgam mercury lamp with an interelectrode distance of 106 cm was excited by a longitudinal electric discharge in two modes: high-frequency sinusoidal pumping at a frequency of about 31 kHz and pumping according to the invention.
  • the duration of a separate essentially rectangular pulse was 4.2 ⁇ s at half maximum with a duration of the rise and fall fronts of the current (voltage) of not more than 0.15 ⁇ s.
  • the pulse generation frequency of one polarity was 80 kHz, which corresponds to a duty cycle of ⁇ 1.5.
  • the optimal mercury vapor pressure was selected, which was about 1 Pa and was slightly higher for sinusoidal pumping, at which the working temperature of the amalgam used was about 102-104 ° C, for pumping according to the invention the optimal amalgam temperature was 96-98 ° C .
  • the pump power was determined by integrating the instantaneous value of the power deposited in the discharge; the average radiation power was similarly determined.
  • the measured radiation power was ⁇ 74 W, which corresponds to an efficiency of a mercury lamp of about 36%.
  • the variation in radiation power over a period in a variant of the claimed technical solution does not exceed ⁇ 5% compared to ⁇ 30% with high-frequency sinusoidal pumping.
  • the radiation power equal to the radiation power during high frequency sinusoidal pumping is achieved at the same discharge voltage and a decrease in the current amplitude (and electron concentration) by -35%, which allows significantly increase the life of the tube, as well as the life of the electrodes simultaneously with an increase in the efficiency of generation of resonant radiation by 1.1-I, 15 times.
  • the variegation of the above options for excitation of inert gas mixtures of inert gases with metal vapors with substantially rectangular current pulses by means of alternating high-frequency longitudinal electric discharges can be performed, which is obvious to qualified specialists in this field.
  • the claimed technical solution is also applicable for lamps on metal vapor with a non-cylindrical shape of the discharge (emitting volume), a changed composition (ratio of components) and / or pressure of the gas mixture, etc.

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способам генерации излучения на резонансных переходах атомов металлов в возбуждаемых дуговым электрическим разрядом смесях инертных газов с парами металлов. Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение эффективности и ресурса источников излучения на резонансных переходах атомов металлов, возбуждаемых в дуговом разряде низкого давления. Технический результат достигается тем, что в способе генерации излучения на резонансных переходах атомов металлов в дуговом разряде низкого давления, включающем возбуждение знакопеременным продольным электрическим разрядом высокой частоты смесей инертных газов с парами металлов, возбуждение разряда проводится по существу прямоугольными импульсами тока со скважностью не более 2,0 и длительностью не более эффективного времени жизни резонансного состояния излучающего атома металла.

Description

СПОСОБ ГЕНЕРАЦИИ ИЗЛУЧЕНИЯ НА РЕЗОНАНСНЫХ
ПЕРЕХОДАХ АТОМОВ МЕТАЛЛОВ
Заявляемое техническое решение относится к способам генерации излучения на резонансных переходах атомов металлов в возбуждаемых электрическим разрядом смесях инертных газов с парами металлов и представляет интерес для приложений в фотохимии, микроэлектронике, экологии (очистка воды и воздуха), светотехнике (люминесцентные лампы) и других областях.
Электронные переходы между основным и первыми возбужденными состояними атомов металлов потенциально являются высокоэффективными источниками узкополосного излучения в ультрафиолетовой (УФ) и видимой областях спектра при разрядном возбуждении. Излучение в УФ генерируется прежде всего возбужденными атомами ртути (длины волн резонансных переходов 6l?\— 6'SQ, 63PJ— 6'So составляют ~185 нм и ~254 нм), видимой области спектра соответствует прежде всего известный дуплет натрия 52Р 2— 32Si/2 (589,6 нм) и 52Рз/2— 32Si/2 (589,0 нм). Резонансное излучение именно этих двух атомов металла представляет основной интерес и чаще всего используется в приложениях.
В этой связи детально исследовались способы возбуждения указанных переходов в электрических разрядах (тлеющем и дуговом, низкого и высокого давления и т.д.), наиболее высокие параметры по эффективности достигнуты в дуговых разрядах низкого давления на смесях атомов ртути или натрия с инертными газами. Возбуждение резонансных состояний и оптические свойства разряда для ртути и натрия (а также паров других металлов) подобны ([1]: Рохлин Г. Н. «Разрядные источники света». 2-е изд.. перераб. и доп.— М.: Энергоатомиздат, 1991-720 с), подробное описание оптических свойств разряда в ртути и смеси ртути с аргоном, учитывающее реабсорбцию излучения, представлено, например в обзоре ([2]: В. А Фабрикант. «Некоторые вопросы оптики газового разряда». УФН, 1947, т. 32, вып. 1, с. 1-25). В экспериментах и теоретических расчетах было показано [1,2], что в оптимальных условиях эффективность возбуждения электрическим разрядом низколежащих резонансных и метастабильных уровней может достигать ~75% для атомов ртути и свыше 80% для атомов натрия, что делает соответствующие разрядные лампы на парах металлов, прежде всего ртути и натрия, перспективным источником излучения. Способы возбуждения разряда в таких лампах в целом аналогичны, основные различия, в том числе конструктивные, связаны с температурой, при которой реализуется оптимальное давление насыщенных паров металла.
Известен способ генерации излучения на резонансных переходах атома металла (ртути), включающий возбуждение знакопеременным продольным электрическим разрядом промышленной частоты (50 Гц) смесей инертных газов с атомами металла низкого давления ([1]). Этот способ возбуждения использовался, в том числе, в широко известных люминесцентных лампах на парах ртути [1]. В качестве источника атомов металла в известном способе применялась металлическая ртуть (металлический натрий), поддерживаемые при определенной температуре (соответствующей, как правило, давлению насыщенных паров металла ~ 0,3-И Па), в качестве инертного газа наиболее часто применялся аргон или смесь аргона с неоном при давлении несколько сотен Па. Лампа на парах металлов, как правило, представляет собой цилиндр диаметром 15-50 мм и длиной 0,3-И ,5 метра; рабочая температура разряда, соответствующая оптимальной концентрации паров металла, составляет ~45 °С для ртути и -280 °С для натрия.
В указанных условиях возбуждения эффективность генерации УФ излучения атомами ртути достаточна высока— реальный КПД преобразования энергии разряда в излучение резонансного перехода атома ртути 254 нм достигает 25%, а светоотдача люминесцентных ртутных ламп по известному способу достигает 70 лм/Вт, натриевых ламп — 200 лм/Вт. Применение для возбуждения разряда знакопеременного электрического тока промышленной частоты (тока, направление которого каждые 10 мс изменяется на противоположное) позволяет практически полностью исключить миграцию положительно заряженных ионов (и, как результат, атомов) ртути к «мгновенному катоду» и нестабильность излучения по длине трубки. Кроме того, для ртутных ламп при использовании для изготовления трубки кварца высокой чистоты или других материалов, прозрачных в области 185 нм, на этой длине волны дополнительно излучается до 6% от вкладываемой в разряд мощности и, таким образом, общий КПД генерации УФ излучения в ртутной лампе согласно известному способу достигает ~30%.
Однако КПД известного способа далек от максимально возможных величин, кроме того для ртутных ламп известный способ экологически опасен, поскольку значительное количество ртути, находящейся в лампе в жидком состоянии и быстро испаряющееся при комнатной температуре, требуется утилизировать после завершения работы лампы или при ее поломке. Далее, при частоте знакопеременного тока 50 Гц электрический разряд зажигается и прекращается в каждом полупериоде (поскольку в отсуствие электрического поля время жизни электронов в разряде составляет доли миллисекунды), что требует перезажигания разряда в каждом цикле и существенно снижает срок службы электродов, приводит к значительным колебаниям мощности излучения. Кроме того, при малом напряжении на лампе эффективность возбуждения электронных переходов атома ртути (натрия) низка и вкладываемая в разряд энергия практически полностью преобразуется в тепло за счет упругих потерь при столкновениях электронов с атомами, что снижает не только КПД, но и возможную мощность излучения лампы (поскольку температура стенок лампы ограничена вследствие быстрого роста давления насыщенного пара металлов с увеличением температуры).
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является способ генерации излучения на резонансных переходах атомов металлов в продольном высокочастотном дуговом разряде низкого давления, возбуждающем смеси инертных газов с парами металлов. Наиболее подробно этот способ изучен для дуговых ртутных ламп, прежде всего амальгамных ртутных ламп ([3]: Костюченко СВ., Кузьменко М.Е., Печеркин В.Я. «Исследование работы мощных амальгамных источников бактерицидного излучения низкого давления на частоте 40 кГц». Электронный журнал "Исследовано в России", 2000, т. 3, с. 1365-1372; http://zhumal.aDe.relam.r i/articles/2000/100.pdO.
Для типичных условий применения известного способа с частотой квазисинусоидальной накачки в диапазоне 30-50 кГц основные временные параметры плазмы разряда составляют: круговая частота синусоидального возбуждения ω ~ (2- 5)· 10^ Гц обратное время жизни возбужденных атомов (с учетом перепоглощения излучаемых фотонов при оптимальном давлении паров металла, в известном способе— ртути) 1 /т* ~
(0,5^-1)· 10^ Гц, частота релаксации электронной температурыв разряде 1/те ~(5^-7)· 10^ Гц. Возбуждение разряда с круговой частотой, превышающей обратное время жизни возбужденных атомов (и, тем более, обратное время жизни электронов разряде) приводит к тому, что за период накачки концентрация электронов практически не меняется, а концентрация излучающих (возбужденных) атомов, как и мощность излучения, меняется в пределах ± (20-^-30)%. Вследствие нелинейной зависимости скорости возбуждения от температуры электронов Те эта концентрация приближается к соответствующей максимальной Те за период. При этом частота релаксации электронной температуры \1те в разряде настолько высока, что в любой момент времени Те соответствует приложенному полю и, как результат, концентрация излучающих частиц в высокочастотном разряде обеспечивается при меньшей средней энергии электронов, то есть при меньшей величине упругих потерь и, соответственно, при росте КПД преобразования электрической энергии в свет.
В частности, в [3] при возбуждении продольным электрическим разрядом одной и той же смеси инертных газов (Ar/Ne) с парами ртути в трубке с межэлектродным расстоянием 1450 мм был реализован КПД генерации излучения на длине волны ~254 нм около 33,6% при частоте накачки 50 Гц и 39,5% при частоте накачки 40 кГц. Кроме того, при высокой частоте тока уменьшается анодное падение напряжения, снижение энерговыделения в прианодной области приводит к увеличению ресурса электродов. Аналогично, уменьшение средней температуры электронов снижает скорость диффузии атомарных (молекулярных) ионов к стенкам трубки, а бомбардировка ионами стенок также в значительной степени определяет ресурс современных ламп на парах металлов.
Таким образом, применение продольного высокочастотного квазисинусоидального разряда для генерации излучения в дуговом разряде на смесях инертных газов с парами металлов позволило значительно повысить его эффективность, увеличить ресурс электродов и, соответственно, лампы в целом, а также обеспечить достаточно высокую стабильность излучения за период изменения тока
В случае ртутных ламп использование амальгам в качестве источника атомов ртути также кардинально повышает безопасность таких ламп. При комнатной температуре (и даже до 50 60 °С) давление насыщенных паров ртути над используемыми в ртутных лампах амальгамами мало, ртуть в такой амальгамной лампе находится практически полностью в связанном состоянии, в виде паров в лампе находится -0,03 мг на лампу и именно это количество может перейти в атмосферу при поломке лампы по сравнению с миллиграммами ртути (и больше) в «обычных» ртутных лампах. Кроме того, применение амальгамного источника атомов ртути позволило в известном способе без усложнения конструкции при той же концентрации атомов ртути в разряде повысить рабочую температуру газовой смеси до ~100 °С по сравнению с ~45 °С в лампе с металлической ртутью, то есть значительно увеличить энерговклад и погонную мощность генерируемого УФ излучения. Однако КПД ламп на парах металлов по известному способу существенно ниже потенциальных возможностей разряда низкого давления в смесях инертных газов с парами металлов, повышение ресурса работы ламп на парах металлов также представляет значительный интерес, прежде всего для ламп с высокой погонной мощностью излучения.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение эффективности и ресурса источников излучения на резонансных переходах атомов металлов, возбуждаемых в дуговом разряде низкого давления.
Технический результат достигается тем, что в способе генерации излучения на резонансных переходах атомов металлов в дуговом разряде низкого давления, включающем возбуждение знакопеременным продольным электрическим разрядом высокой частоты смесей инертных газов с парами металлов, возбуждение разряда проводится по существу прямоугольными импульсами тока со скважностью не более 2,0 и длительностью не более эффективного времени жизни резонансного состояния излучающего атома металла.
Принципиальная идея заявляемого технического решения состоит в том, чтобы обеспечить такую же, как в известном способе, мощность возбуждения разряда при той же (близкой) эффективности возбуждения, однако при меньшей концентрации электронов в плазме разряда.
Известна существенная роль электронного тушения возбужденных состояний атомов металла, снижающая эффективность прежде всего мощных резонансных ламп. Например, слаботочная натриевая лампа с низкой концентрацией электронов и искусственным подогревом до оптимальной по концентрации паров натрия температуры позволила реализовать светоотдачу до 400 лм/Вт ([1]), что вдвое больше, чем у сравнительно мощных натриевых ламп. Аналогично, уменьшение тока высокочастного разряда в амальгамной ртутной лампе с 3 А до ~1 ,5 А приводит к росту КПД излучения на ~254 нм с -35% до 41-42% или в 1,2 раза ([4]: Печеркин В.Я. «Исследование механизмом спада УФ излучения и ресурса работы источников УФ излучения с ртутной дугой низкого давления». Автореф. дисс. к.ф.-м.н. М: МФТИ, 2007-23 с). Дальнейшее снижение тока разряда в амальгамной ртутной лампе, как установлено авторами заявляемого технического решения, позволяет получить КПД свыше 50% при токе -0,5 А и независимом нагреве амальгамы. Здесь также подчеркнем аналогию между процессами в ртутной и натривой лампах низкого давления, возбуждаемых дуговым электрическим разрядом. Однако в известных вариантах рост КПД сопровождается значительным снижением вкладываемой в дуговой разряд электрической мощности и излучаемой световой мощности, что не представляет практического интереса. Для практических целей необходимо повышение эффективности генерации излучения без снижения его (излучения) мощности, что и реализовано в заявляемом изобретении.
При возбуждении разряда согласно прототипу, напряжение U и ток I на разряде меняются практически по синусоидальному закону:
U = Uosin(ot); / = Iosin(a>t+(p) ( 1 ),
причем сдвиг фаз φ минимален и даже, согласно ([3]) напряжение и ток синфазны, cos(p ~ 1 (более точно, в интервале 0,92-^0,98). В этом случае вкладываемая мощность W и концентрация электронов NE в плазме разряда составляют:
W = U0Io/2; N^ r0 Uo (2),
второе соотношение вытекает из формулы для плотности тока jo =
Figure imgf000007_0001
где ё— заряд электрона, μ— подвижность электронов, £Q=\JQ/L - напряженность поля в разряде (L - межэлектродное расстояние) с учетом практически постоянной концентрации электронов в разряде при высокочастотной накачке.
Предположим, что ту же самую мощность накачки можно реализовать с помощью по существу прямоугольных импульсов тока при том же составе газовой смеси, том же напряжении UQ И скважности знакопеременных импульсов G. По существу прямоугольная форма импульсов означает, что длительность фронтов нарастания и спада тока (или напряжения) от нулевого до значения, составляющего 90% от максимального (и снова до нулевого) в каждом отдельном импульсе существенно меньше, чем длительность импульса, например суммарная длительность фронтов не превышает 10-15% общей длительности импульса. В этом случае скважность импульсов равна отношению промежутка времени между передним фронтом импульсов разной полярности к длительности отдельного импульса (например, по полувысоте).
Для указанного режима мощность накачки разряда составит:
W = U0I,/G (3),
где 1|— амплитуда тока по существу прямоугольных импульсов накачки (это уравнение можно рассматривать и как формальное определение скважности, если вкладываемая в разряд электрическая мощность определена независимо). Сравнивая выражения (2) и (3), с учетом одинаковой подвижности электронов при одинаковой напряженности электрического поля, находим соотношение между концентрацией электронов в разряде при накачке по существу прямоугольными импульсами пе и согласно прототипу:
ne = Ne-(GI2) (4)
Таким образом, если при использовании по существу прямоугольных импульсов со скважностью G<2 возможно реализовать ту же мощность накачки разряда при том же (или большем) напряжении, что и в прототипе, то концентрация электронов в разряде уменьшится. При этом сохранение напряжения на разряде означает, что эффективность возбуждения излучающих уровней в рассматриваемом варианте возбуждения будет не меньше, чем в известном способе и, как следствие, эффективность генерации резонансного излучения увеличится. В результате, ту же мощность излучения (а это ключевая характеристика лампы наряду с ее эффективностью) становится возможным получить при меньшей мощности накачки, то есть при еще несколько меньшем токе (концентрации электронов), что дополнительно увеличивает КПД лампы.
Более того, меньшая концентрация электронов и, соответственно, ионов автоматически обеспечивает меньшую ионную бомбардировку стенок трубки, что увеличивает ее ресурс. Аналогично, меньшее амплитудное значение тока разряда снижает нагрузку на электроды, увеличивая их срок службы.
Однако реализовать указанный режим возбуждения продольного дугового разряда низкого давления не удавалось. Как правило, накачка дугового разряда по существу прямоугольными импульсами с малой скважностью (G<2) приводит к существенному уменьшению напряжения на разряде (по сравнению с синусоидальной накачкой) и КПД генерации резонансого излучения не увеличивается. Необходимо также учитывать, что при одинаковой амплитуде напряжения на разряде при малой скважности по существу прямоугольных импульсов средняя за период температура электронов выше, чем при синусоидальной накачке, и, таким образом, доля упругих потерь (в расчете на «один электрон») также выше.
Авторам заявляемого технического решения экспериментально удалось определить интервал условий, при которых возбуждение разряда по существу прямоугольными импульсами с малой скважностью проходит при практически том же напряжении, что и при высокочастотной синусоидальной накачке. Как установлено авторами, необходимо, чтобы длительность отдельного импульса накачки была короче, чем эффективное (с учетом перепоглощения излучения и перемешивания резонансных и метастабильных уровней электронами разряда) время жизни излучающего резонансного состояния. В указанных условиях, очевидно, длительность интервала между последовательными импульсами разной полярности также не превосходит эффективное время жизни излучающего резонансного состояния.
Время жизни излучающего резонансного состояния может быть определено как решением соответствующих уравнений переноса излучения и кинетики возбужденных уровней атома металла, так и экспериментально — путем измерения временной зависимости мощности излучения лампы на парах металлов при «резком» выключении накачки или же, измеряя вариации излучения за период накачки.
Для дуговых ртутных ртутных ламп типичное эффективное время жизни резонансого уровня 63Pj составляет 10+20 мкс (реабсорбция излучения здесь существенна, поскольку спонтанное время жизни этого уровня составляет ~0,1 мкс), для дуговых натриевых ламп типичное эффективное время жизни дублета составляет 5+10 мкс.
Использование более длинных импульсов накачки приводит, как указано выше, к снижению напряжения на разряде (и эффективности возбуждения). Аналогично, использование близкой к 1 скважности, то есть быстрое переключение направления тока практически без промежутка между импульсами разной полярности оказалось эквивалентно непрерывному режиму накачки с присущим ему падением межэлектродного напряжения и эффективности возбуждения. В свою очередь, использование близкой к 2 скважности по существу прямоугольных импульсов создает близкий к синусоидальному режим возбуждения с такой же или даже несколько меньшей эффективностью.
Таким образом, длительность отдельного по существу прямоугольного импульса возбуждения дугового разряда в ртутной лампе низкого давления составляет не более 12 15 мкс, предпочтительно 3+7 мкс, поскольку генерация более коротких импульсов с соответствующим укорочением фронтов уже не дает преимуществ, но представляет более сложную техническую проблему. В натриевой лампе низкого давления длительность отдельного по существу прямоугольного импульса возбуждения составляет не более 7+10 мкс, предпочтительно 3+5 мкс. Предпочтительная скважность импульсов при этом составляет 1 ,4+1,6.
Далее изобретение поясняется с помощью примера, которым изобретение однако не ограничено, со ссылками на прилагаемый чертеж. На чертеже показаны: Фиг. 1 : общая форма импульсов возбуждения согласно изобретению; 1— форма тока (напряжения) разряда, 2 (отрезок АА')— передний фронт импульса тока, 3 (отрезок КК')— задний фронт импульса тока, 5 (отрезок АВ)— промежуток времени между импульсами разной полярности, 6 (отрезок CD)— длительность отдельного импульса возбуждения (по полувысоте).
Исходя из обозначений фиг. 1, скважность импульса G = AB/CD, причем для импульсов с короткими фронтами, когда ΑΑ', КК' « АК (Α'Κ'), некоторый произвол в определении длительности не точно прямоугольного импульса не приводит к существенному изменению величины скважности. Например, для импульса, имеющего форму равнобедренной трапеции с ΑΑ' = КК' = 0,04-А , при величине определенной «по основанию» (G = АВ/АК) скважности 1,5, скважность, определенная «по полувысоте» (G = AB/CD) составит около 1,57 (различие менее 5%).
Пример.
Амальгамная ртутная лампа с межэлектродным расстоянием 106 см возбуждалась продольным электрическим разрядом в двух режимах: высокочастотной синусоидальной накачки на частоте около 31 кГц и накачки согласно изобретению.
Длительность отдельного по существу прямоугольного импульса составляла 4,2 мкс по полувысоте при длительности фронтов нарастания и падения тока (напряжения) не более 0,15 мкс. Частота генерации импульсов одной полярности составляла 80 кГц, что соответствует скважности ~1,5. Давление инертных газов смеси Ne/Ar = 30%/70% составляло -220 Па.
Для обоих режимов накачки подбиралось оптимальное давление паров ртути, которое составляло около 1 Па и было несколько выше для синусоидальной накачки, при которой рабочая температура используемой амальгамы составляла около 102-104 °С, для накачки согласно изобретению оптимальная температура амальгамы составляла 96-98 °С.
Используемый для регистрации сигналов осциллограф позволял определять значения тока, напряжения и мощности излучения на λ=254 нм каждые 0,06 мкс. Мощность накачки определялась интегрированием мгновенного значения вкладываемой в разряд мощности, аналогично определялась средняя мощность излучения.
При мощности синусоидальной накачки ~205 Вт и амплитуде напряжения на разряде 134-И 35 В (амплитуда тока около 3,15 А) измеренная мощность излучения составила ~74 Вт, что соответствует КПД ртутной лампы около 36%. При переходе к накачке по существу прямоугольными импульсами с указанными выше параметрами и амплитудой напряжения 132-И 34 В мощность излучения составила - 73-^-74 Вт (амплитуда тока -2,1 А) при мощности накачки около 181 Вт, что соответствует КПД ^=40,7% (рост на -13% по сравнению с высокочастотной синусоидальной накачкой). Вариация мощности излучения за период в варианте заявляемого технического решения не превышает ±5% по сравнению с ±30% при высокочастотной синусоидальной накачке.
При увеличении длительности по существу прямоугольного импульса до 10 мкс при сохранении скважности импульсов около 1 ,5 (частота генерации импульсов одной полярности -33,5 кГц) рост КПД амальгамной ртутной лампы по сравнению с синусоидальной накачкой не превысил -3%, при этом амплитуда напряжения в импульсе уменьшилась до -130 В, а вариации интенсивности света за период выросли до ±20%.
В результате применения заявляемого технического решения для возбуждения дуговым разрядом мощной ртутной лампы низкого давления мощность излучения, равная мощности излучения при синусоидальной накачке высокой частоты, достигается при том же напряжении на разряде и уменьшении амплитуды тока (и концентрации электронов) на -35%, что позволяет существенно увеличить ресурс трубки, а также ресурс электродов одновременно с увеличением эффективности генерации резонансного излучения в 1,1-И, 15 раза.
Необходимо также отметить, что при меньшей концентрации электронов/ионов в плазме разряда согласно заявляемому изобретению возможно снизить давление газа в ртутной лампе низкого давления, поскольку ионный поток на стенку пропорционален произведению концентрации ионов на коэффициент их (амбиполярной) диффузии. Как известно, эффективность и мощность ртутной лампы возрастают при уменьшении давления инертных газов, что позволяет дополнительно повысить КПД и мощность дуговой ртутной лампы согласно заявляемому изобретению без уменьшения ее ресурса
Таким образом, авторами настоящей заявки на патент реализованы оптимальные с точки зрения КПД и ресурса условия генерации резонансного излучения дуговой лампой низкого давления на смеси инертных газов с парами металлов, возбуждаемой продольным электрическим разрядом. Предложенные технические решения также позволяют увеличить ресурс работы электродов, защитного покрытия и лампы в целом. Заявляемые условия возбуждения существенно отличаются от используемых в настоящее время и более того, опровергают утверждение, что синусоидальный режим накачки на частоте несколько десятков килогерц является оптимальным и эффективнее, чем использование квазипостоянного тока ([3], [5]: Drop Р.С., Polman J. Calculation on the effect of supply frequency on the positive column of a low-pressure Hg-Ar AC discharge)). Joournal Physics D: Applied Physics, 1972, vol. 5, p. 562-568), что позволяет сделать вывод о том, что заявляемое техническое решение удовлетворяет критериям «новизна» и «существенные отличия».
Для удовлетворения каких-либо возможных конкретных требований могут быть выполнены очевидные для квалифицированных специалистов в этой области измепеггия описанных выше вариантов возбуждения знакопеременным продольным электрическим разрядом высокой частоты смесей инертных газов с парами металлов по существу прямоугольными импульсами тока без отклонения от защищаемых формулой изобретения положений. В частности, заявляемое техническое решение применимо также для ламп на парах металлов с нецилиндрической формой разряда (излучающего объема), измененным составом (соотношением компонент) и/или давлением газовой смеси и т.д.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ генерации излучения на резонансных переходах атомов металлов в дуговом разряде низкого давления, включающем возбуждение знакопеременным продольным электрическим разрядом высокой частоты смесей инертных газов с парами металлов, отличающийся тем, что возбуждение разряда проводится по существу прямоугольными импульсами тока со скважностью не более 2,0 и длительностью не более эффективного времени жизни резонансного состояния излучающего атома металла.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что возбуждение разряда проводится по существу прямоугольными импульсами со скважностью в интервале 1,3-5-1,7, предпочтительно 1 ,4-1,6.
3. Способ по п.п. 1, 2 отличающийся тем, что атомы металла представляют собой атомы ртути и длительность отдельного по существу прямоугольного импульса тока одного направления составляет не более 12 мкс, предпочтительно 3 7 мкс.
PCT/RU2013/000046 2012-01-23 2013-01-22 Способ генерации излучения на резонансных переходах атомов металлов WO2013112074A1 (ru)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201380006436.5A CN104303260B (zh) 2012-01-27 2013-01-22 用于在金属原子共振跃迁时产生辐射的方法
JP2014553273A JP2015505636A (ja) 2012-01-27 2013-01-22 金属原子共鳴遷移における放射発生の方法
EP13740604.7A EP2822025A4 (en) 2012-01-27 2013-01-22 METHOD OF GENERATING RADIATION AT RESONANCE TRANSITIONS OF METAL ATOMS
US14/373,695 US9392677B2 (en) 2012-01-27 2013-01-22 Method for generating radiation at resonant transitions of metal atoms

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012101983 2012-01-27
RU2012101983/07A RU2497227C2 (ru) 2012-01-27 2012-01-27 Способ генерации излучения на резонансных переходах атомов металлов

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2013112074A1 true WO2013112074A1 (ru) 2013-08-01
WO2013112074A8 WO2013112074A8 (ru) 2014-09-25

Family

ID=48873723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2013/000046 WO2013112074A1 (ru) 2012-01-23 2013-01-22 Способ генерации излучения на резонансных переходах атомов металлов

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9392677B2 (ru)
EP (1) EP2822025A4 (ru)
JP (2) JP2015505636A (ru)
CN (1) CN104303260B (ru)
RU (1) RU2497227C2 (ru)
WO (1) WO2013112074A1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6441564B1 (en) * 1999-06-14 2002-08-27 Matsushita Electric Works Research And Development Laboratories Inc High efficacy pulsed, dimmable high pressure cesium lamp
US6614192B1 (en) * 1999-05-17 2003-09-02 Noontek Limited Electronic ballast circuit
RU2237390C2 (ru) * 1997-05-07 2004-09-27 Дейвид Джон ААРОНС Схема возбуждения газоразрядной лампы
US20050035711A1 (en) * 2003-05-27 2005-02-17 Abq Ultraviolet Pollution Solutions, Inc. Method and apparatus for a high efficiency ultraviolet radiation source

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2194300A (en) * 1937-09-24 1940-03-19 Gen Electric Vapor lamp and method of operation
US2473642A (en) * 1948-01-09 1949-06-21 Gen Electric Low-pressure electric discharge device
US2824985A (en) * 1953-12-11 1958-02-25 Gen Electric Glow discharge device
US3936772A (en) * 1973-03-09 1976-02-03 Westinghouse Electric Corporation High flow metal halide vapor laser
US4101807A (en) * 1976-03-22 1978-07-18 Xerox Corporation Method and apparatus for controlling the temperature of low pressure metal or metal halide lamps
JPS5482418A (en) * 1977-12-15 1979-06-30 Sanyo Kokusaku Pulp Co Production of paper with high water retaining property
JPS6023996A (ja) * 1983-07-19 1985-02-06 三菱電機株式会社 低圧水銀蒸気放電灯装置
US4583026A (en) * 1983-07-19 1986-04-15 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Low-pressure mercury vapor discharge lamp
JPH01243363A (ja) * 1988-03-25 1989-09-28 Hitachi Ltd パルス紫外線源
JPH08190890A (ja) * 1995-01-09 1996-07-23 Toshiba Lighting & Technol Corp 蛍光ランプおよびこの点灯装置ならびにこれを用いた光源装置および液晶表示装置
GB9714785D0 (en) * 1997-07-14 1997-09-17 Sheffield University Discharge lamp
US6300722B1 (en) * 1997-11-05 2001-10-09 Jorge M. Parra Non-thermionic ballast-free energy-efficient light-producing gas discharge system and method
JP2000077027A (ja) * 1998-08-28 2000-03-14 Toshiba Corp 紫外線発生装置
US6114814A (en) * 1998-12-11 2000-09-05 Monolithic Power Systems, Inc. Apparatus for controlling a discharge lamp in a backlighted display
JP4981819B2 (ja) * 2006-02-10 2012-07-25 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ アマルガムを備えた低圧水銀蒸気放電ランプ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2237390C2 (ru) * 1997-05-07 2004-09-27 Дейвид Джон ААРОНС Схема возбуждения газоразрядной лампы
US6614192B1 (en) * 1999-05-17 2003-09-02 Noontek Limited Electronic ballast circuit
US6441564B1 (en) * 1999-06-14 2002-08-27 Matsushita Electric Works Research And Development Laboratories Inc High efficacy pulsed, dimmable high pressure cesium lamp
US20050035711A1 (en) * 2003-05-27 2005-02-17 Abq Ultraviolet Pollution Solutions, Inc. Method and apparatus for a high efficiency ultraviolet radiation source

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DROP P.C.; POLMAN J.: "Calculation on the effect of supply frequency on the positive column of a low-pressure Hg-Ar AC discharge", JOURNAL PHYSICS D: APPLIED PHYSICS, vol. 5, 1972, pages 562 - 568
FABRICANT, V.A.: "Some Issues of gas discharge optics", UFN, vol. 32, no. 1, 1947, pages 1 - 25
KOSTYUCHENKO S.V; KUZMENKO M.YE.; PECHERKIN VYA.: "Study of operation of powerful amalgam sources of low-pressure bactericide radiation at the frequency of 40 kHz", THE ELECTRONIC JOURNAL ''STUDIED IN RUSSIA, vol. 3, 2000, pages 1365 - 1372, Retrieved from the Internet <URL:http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2000/100.pdf>
PECHERKIN V. YA.: "Study ofUV-radiation drop mechanisms and the service life of UV-radiation sources with a low-pressure mercury arc", ABSTRACT OF THE THESIS FOR CANDIDATE OF PHYSICO-MATHEMATICAL SCIENCES, 2007, pages 23
ROKHLIN, G.N: "Discharge Sources of Light", 1991, pages: 720
See also references of EP2822025A4

Also Published As

Publication number Publication date
CN104303260A (zh) 2015-01-21
EP2822025A1 (en) 2015-01-07
JP2015505636A (ja) 2015-02-23
JP3205930U (ja) 2016-08-18
US9392677B2 (en) 2016-07-12
RU2012101983A (ru) 2013-08-10
WO2013112074A8 (ru) 2014-09-25
US20150028767A1 (en) 2015-01-29
RU2497227C2 (ru) 2013-10-27
CN104303260B (zh) 2017-09-22
EP2822025A4 (en) 2015-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lomaev et al. Excilamps: efficient sources of spontaneous UV and VUV radiation
Salvermoser et al. Efficient, stable, corona discharge 172 nm xenon excimer light source
Salvermoser et al. High-efficiency, high-power, stable 172 nm xenon excimer light source
EP2273534B1 (en) Ultraviolet generation device and lighting device using same
Ichihara et al. Direct excitation of xenon by ballistic electrons emitted from nanocrystalline‐silicon planar cathode and vacuum‐ultraviolet light emission
RU2497227C2 (ru) Способ генерации излучения на резонансных переходах атомов металлов
Guivan et al. Planar UV excilamp excited by a surface barrier discharge
Avdeev et al. Barrier-discharge excilamp on a mixture of krypton and molecular bromine and chlorine
Alberts et al. Hollow cathode effect in cold cathode fluorescent lamps: A review
RU2319251C1 (ru) Способ улучшения электрических и световых характеристик газоразрядных ламп
Jinno et al. Emission characteristics of xenon and xenon-rare gas dielectric barrier discharge fluorescent lamps
RU2436182C1 (ru) Способ получения оптического излучения
Salvermoser et al. Stable high brightness radio frequency driven micro-discharge lamps at 193 (ArF*) and 157 nm ()
Timofeev et al. Glow discharge in the mixture of a rare gas and water vapour: Properties and application to light sources
Erofeev et al. Miniaturized ultraviolet sources driven by dielectric barrier discharge and runaway electron preionized diffuse discharge
Avdeev et al. Emission of I2* molecules in a barrier discharge
Shuaibov et al. Emission characteristics of an ultraviolet emitter based on mixtures of krypton with low-aggressive halogen carriers pumped by a barrier discharge
SU868888A1 (ru) Газоразр дный источник света
Sosnin et al. Multi-wavelength dielectric barrier discharge excilamp with a mixture of krypton, chlorine, and bromine
WO2010020923A1 (en) Dielectric barrier discharge lamp
Cho et al. Plasma diffusion along a fine tube positive column
Shuaibov et al. Electric-discharge He/Xe/I 2 excimer-halogen UV lamp
Shuaibov et al. Short-wavelength emission characteristics of a longitudinal bromine vapor glow discharge in a quartz tube
Point et al. Study and optimization of mercury free fluorescent signs
Lomaev et al. One-and two-barrier excilamps on xenon dimers operating in the VUV range

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13740604

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2014553273

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14373695

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2013740604

Country of ref document: EP