WO2014037118A1

WO2014037118A1 - Dielektrisch behinderte entladungs-lampe

Info

Publication number: WO2014037118A1
Application number: PCT/EP2013/002687
Authority: WO
Inventors: Michael Meisser; Rainer Kling
Original assignee: Karlsruher Institut Für Technologie (Kit)
Priority date: 2012-09-07
Filing date: 2013-09-06
Publication date: 2014-03-13
Also published as: DE102012017779A1; EP2893551A1

Abstract

Eine DBE-Lampe (2; 3; 4; 5; 6; 7) weist ein Gehäuse (20) auf, das einen Innenraum (10) einschließt, der mit einem Gasgemisch gefüllt ist, das zur Strahlungserzeugung bei einer elektrischen Entladung durch das Gasgemisch geeignet ist und mindestens drei gegenüber dem Gasgemisch elektrisch isolierte Elektroden (60, 60', 62, 62'), wobei mindestens zwei der Elektroden (60, 60', 62, 62') an unterschiedlichen elektrischen Potentialen anliegen, und wobei mindestens zwei der Elektroden als Innenelektroden (62, 62') mit unterschiedlichem elektrischem Potential im Innenraum (10) der DBE-Lampe (2; 3; 4; 5; 6; 7) angeordnet sind.

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Lampe, die auf dem Prinzip der Dielektrisch Behinderten Entladung (DBE) basiert, einer sogenannten DBE-Lampe. Im vorliegenden Dokument wird der Begriff DBE-Lampe als Synonym bzw. als Abkürzung für eine Lampe verwendet, die auf dem Prinzip der dielektrisch behinderten Entladung basiert. DBE-Lampen kommen als optische Strahlungsquellen in Industrie und Technik zum Einsatz, insbesondere im UV- und VUV-Bereich. Solche Lampen können z.B. genutzt werden für die Wasserentkeimung, die Oberflächenbehandlung in der Halbleiterindustrie, und unter Nutzung von Phosphoren als langlebige, homogene und "instant-on" Lichtquelle in Kopiermaschinen und für die ambiente Beleuchtung. Weiterhin können DBE-Lampen zur Abgasreinigung in industriellen und gastronomischen Anlagen genutzt werden. Bislang werden in diesen Anwendungsgebieten oft Quecksilber-Niederdrucklampen oder Hochdrucklampen eingesetzt, die auf Grund ihres Quecksilbergehalts und ihres geringen Wirkungsgrads in Bezug auf die Generierung von VUV-Strahlung ein Umweltproblem darstellen. Zudem sind diese Lampen nicht wie die DBE-Lampe in kurzer Zeit ein- und ausschaltbar, sondern erfordern mitunter minutenlanges "Hochfahren", bis die Strahlungsleistung ihren Sollwert erreicht hat.

DBE-Lampen geben sofort ihre maximale Leistung ab, sind quecksilberfrei und erzeugen VUV-Strahlung mit einer Lichtwellenlänge von 10 nm bis 200 nm mit einem hohem Wirkungsgrad.

Bei der Dielektrisch Behinderten Entladung kann ein gas- oder luftgefüllter Raum zwischen isolierend umhüllten Elektroden ionisiert werden beziehungsweise in einen Niedertemperaturplasmazustand gelangen, wenn eine Wechselspannung an den Elektroden im gasgefüllten Raum ausreichende Feldstärken erzeugt. Die Elektroden sind dabei mittels eines Dielektrikums gegenüber dem gasgefüllten Raum isoliert. Durch Verschiebungsströme wird eine elektrische Entladung trotz Isolation hervorgerufen und es kann nahezu kontinuierlich elektrische Leistung in das Plasma übertragen werden. Da die elektrische Entladung zwischen den Elektroden durch das Dielektrikum energie- und zeitmäßig behindert ist, spricht man von einer "dielektrisch behinderten Entladung", kurz von DBE.

Ein Problem bei bekannten DBE-Lampen, insbesondere bei röhrenförmigen DBE- Lampen, betrifft den von der Leistungsdichte abhängigen Wirkungsgrad . Die Leistungsdichte soll hier als die optische Strahlungsleistung pro von der Lampenaußenhülle umgebenem Gasvolumen begriffen werden. Je nach Konfiguration von Elektroden, Dielektrika und Gasraum wird ein bestimmter Teil des Gasraumes für die Entladung genutzt. Dieser Teil soll Entladungsvolumen genannt werden. Die Effizienz von DBE-Lampen nimmt mit steigendem Strahlungsoutput aus einem bestimmten Entladungsvolumen stark ab. Daher sind bislang noch keine DBE- Lampen bekannt, die quecksilberhaltige Nieder- und Mitteldrucklampen mit vergleichbarer Leistungsdichte ersetzen können. Entladungen in DBE-Lampen können energieeffizient nur über Schlagweiten im Bereich von 2 mm bis 4 mm generiert werden. Mit der Schlagweite wird der Abstand zweier dielektrisch isolierter Elektroden der DBE-Lampe voneinander bezeichnet, zwischen denen die elektrische Entladung durch den gasgefüllten Raum hindurch erfolgt. Zum Erreichen größerer Schlagweiten müsste der Gasdruck signifikant verringert werden, um keine unzulässig hohe Betriebsspannung zu benötigen. Maximal verwendbare elektrische Spannungen sind durch die verfügbaren Isoliermaterialien und die Leistungsfähigkeit der Leistungselektronik beschränkt, mit denen z.B. Hochspannungspulse zum Betrieb der DBE-Lampe erzeugt werden. Typischerweise ist die verwendbare Maximalspannung auf 5 kV beschränkt.

Konventionelle DBE-Lampen weisen eine beschränkte Leistungsdichte auf, bzw. eine abnehmende Leistungsdichte bei zunehmender Leistung, die in der Regel durch Erhöhung des Lampenaußendurchmessers erreicht wird. Der Grund dafür ist die begrenzte Schlagweite, weswegen das zur Verfügung stehende Volumen nicht vollständig zur Entladungsgeneration und damit zur Strahlungserzeugung genutzt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine DBE-Lampe mit erhöhter Leistungsdichte bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst.

Gemäß einem Aspekt weist eine dielektrisch behinderte Entladungs-Lampe, abgekürzt DBE-Lampe, ein Gehäuse auf, das einen Innenraum einschließt, der mit einem Gasgemisch gefüllt ist, das zur Strahlungserzeugung bei einer elektrischen Entladung durch das Gasgemisch geeignet ist. Die DBE-Lampe weist zudem mindestens drei gegenüber dem Gasgemisch elektrisch isolierte Elektroden auf, wobei mindestens zwei der Elektroden an unterschiedlichen elektrischen Potentialen anliegen. Mindestens zwei der Elektroden an unterschiedlichem elektrischem Potential sind als Innenelektroden im Innenraum der DBE-Lampe angeordnet. Die mindestens zwei Elektroden an unterschiedlichem Potential sind dabei Elektroden aus der Menge der mindestens drei gegenüber dem Gasgemisch elektrisch isolierte Elektroden der DBE-Lampe.

Die DBE-Lampe kann zur Strahlungserzeugung mit Hochspannungspulsen vorgesehen sein. Der Innenraum der DBE-Lampe ist mit Gas gefüllt, das beim Anlegen von vorgesehenen elektrischen Potentialen an die Elektroden elektromagnetische Strahlung im UV-Bereich, insbesondere im VUV-Bereich, erzeugt, wenn sich die elektrische Spannung durch einen Bereich des Innenraums hindurch zwischen den Elektroden entlädt. Dabei kann z.B. ein Xenon als Gas zur Erzeugung optischer Strahlung mit einer Wellenlänge von ca. 172 nm genutzt werden. Das Gas im Innenraum wird dabei in den Plasmazustand, insbesondere in den Niedertemperaturplasmazustand überführt. Die Elektroden liegen an unterschiedlichen elektrischen Potentialen an bzw. sind an unterschiedliche elektrische Potentiale anlegbar. Die Elektroden können dafür ausgebildet und vorgesehen sein, die Strahlungserzeugung durch gepulsten Betrieb zu erreichen. Dabei liegen die Elektroden nicht zu jedem Zeitpunkt an dem der jeweiligen Elektrode zugeordneten Potential an, zumindest aber während des Pulses. Die Spannungspulse entlang eines Entladungswegs in der DBE-Lampe können zueinander zeitlich versetzt erfolgen, wodurch die einzelnen Entladungswege besser, insbesondere dynamisch ansteuerbar sind. Dabei können zumindest zwei Innenelektroden an unterschiedlichem elektrischem Potential anliegen, so dass zwischen diesen beiden Innenelektroden eine elektrische Dielektrisch Behinderte Entladung zur Strahlungserzeugung erfolgen kann.

Mindestens eine der Elektroden ist gegenüber dem Innenraum durch ein Dielektrikum elektrisch isoliert ausgebildet. Eine solche Isolierung kann vorzugsweise durch, eine Glasschicht (Quarzglas, Suprasil), Keramiken oder Kunststoffe (Teflon) erfolgen. Die Elektroden können z.B. von einer Glasschicht umgeben sein und/oder durch eine Glasschicht vom Innenraum getrennt angeordnet sein. Insbesondere kann das Gehäuse als Außenisolierung aus einem Dielektrikum bestehen.

Das Dielektrikum kann, insbesondere wenn es gleichzeitig als Lampengefäß genutzt wird, mit Phosphor beschichtet werden, um eine Wellenlängentransformation der emittierten optischen Strahlung zu erreichen. Durch die Ausstattung der DBE-Lampe mit mehreren Elektroden, insbesondere mehreren Innenelektroden, können mehrteilige Entladungswege im Innenraum der DBE-Lampe erzeugt werden. Mehrteilige Entladungswege erstrecken sich über mehrere Elektroden hinweg, die auf unterschiedlichen und/oder alternierenden elektrischen Potentialen liegen. Durch solche mehrteiligen Entladungswege kann das Volumen des Innenraums effizienter genutzt werden. Durch die Verwendung von zumindest drei Elektroden kann in der DBE-Lampe ein zumindest zweiteiliger Entladungsweg bereitgestellt werden, d.h. z.B. eine Entladung zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode sowie eine Entladung zwischen der zweiten Elektrode und der dritten Elektrode. Zumindest zwei der Elektroden sind als Innenelektroden ausgebildet, d.h. der Teil des Entladungswegs zwischen den beiden Innenelektroden liegt vollständig im Innenraum der DBE-Lampe. Innenelektroden sind dabei vollständig im Innenraum angeordnet. Lediglich die elektrischen Zuleitungen der Innenelektroden können am Rand des Innenraums angeordnet sein, die für die elektrische Entladung genutzten Elektrodenteile jedoch sind von allen Seiten vom Gasgemisch eingeschlossen bzw. lediglich über die Isolierung vom Gasgemisch getrennt.

Im Gegensatz dazu sind Außenelektroden entweder außerhalb des mit einem Gasgemisch gefüllten Innenraums angeordnet, oder an dessen Rand (z.B. an der Glaswand des Innenraums). Von Außenelektroden aus können Entladungswege lediglich in Richtung zum Innenraum der DBE-Lampe hin gebildet werden. Da Innenelektroden gänzlich im Innenraum angeordnet sind, können von Innenelektroden aus Entladungswege zu anderen Elektroden in beliebige Richtungen gebildet werden (mit Ausnahme der Richtung, in der die elektrische Zuleitung der Innenelektrode aus dem Innenraum hinausführt).

Mindestens eine Elektrode eines jeden Entladungsweges ist gegenüber dem Gas im Innenraum elektrisch isoliert. Der Entladungsweg kann dabei auch zumindest dreiteilig oder mit noch mehr Entladungsabschnitten ausgebildet sein. Mit anderen Worten erfolgt zumindest eine Entladung zur Strahlungserzeugung entlang eines Entladungsabschnitts, der zwischen den zwei Innenelektroden angeordnet ist.

Die Innenelektroden sind dabei nur an ihren elektrischen Zuleitungen nicht vom Gas umgeben. Ansonsten sind die Innenelektroden vollständig vom Gas des Innenraums umgeben und bevorzugt gegenüber dem Gas isoliert. Die Innenelektroden sind bis auf ihr bzw. ihre Zuleitungsende bzw. -enden vollständig im Innenraum angeordnet. Durch die Verwendung mehrteiliger Entladungswege im Inneren der DBE-Lampe kann das Volumen des Innenraums gut ausgenutzt werden, auch wenn die maximale Schlagweite zwischen den Elektroden konstant bleibt. Dadurch wird ein guter Wirkungsgrad und eine hohe Leistungsdichte erreicht. Insbesondere können die Elektroden so angeordnet sein, dass das gesamte Volumen des Innenraums, das vom Lampenkörper eingeschlossen wird, zur Strahlungserzeugung genutzt wird.

Weiterhin kann das Gesamtvolumen der DBE-Lampe durch die Verwendung mehrerer Elektroden vergrößert werden. Dadurch ist das zur Strahlungserzeugung nutzbare Volumen vergrößerbar.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist zumindest eine der Innenelektroden im Wesentlichen stabförmig ausgebildet. Insbesondere können auch als Innenelektroden im Wesentlichen stabförmig ausgebildet sein. Dabei weisen die Elektroden die Form eines langgezogenen Zylinders auf, dessen Zylinderdurchmesser wesentlich kleiner ausgebildet ist als dessen Zylinderhöhe. Typische Durchmesser der stabformigen Innenelektroden liegen im Bereich weniger Millimeter. Die Innenelektroden können dabei an einem oder beiden Zylinderenden an einem elektrischen Potential anliegen. Ein maßgeblicher Teil der Außenfläche des Mantels des langgezogenen Zylinders ist dabei dem Innenraum zugewandt. Die Innenelektroden können z.B. als Draht ausgebildet sein, der von einem Dielektrikum umgeben ist. Durch die stabförmige Ausbildung nehmen die Innenelektroden wenig Platz im Innenraum ein und lassen möglichst viel Volumen des Innenraums zur Strahlungserzeugung übrig.

Die Elektroden bestehen aus einem elektrisch leitfähigen Material. Unter anderem sind verschiedene Metalle in Form solider oder hohler Stäbe, Drähte, Netze oder Litzen, auf das Dielektrikum aufgebrachte metallische Schichten (z.B. Glanzgold) und die Kombination von beidem möglich.

Die Elektroden können im Gasraum mit einem Dielektrikum umhüllt sein, sich mit einem Dielektrikum umhüllt auf der Innenseite des Lampengefäßes, also des Gehäuses, befinden, oder auf der Außenseite des Lampengefäßes angebracht sein. Nicht alle Elektroden müssen vom Gasraum dielektrisch isoliert sein. Es ist in besonderen Fällen vorteilhaft, die Entladung nur einseitig dielektrisch zu behindern, indem nur eine der Elektroden, zwischen denen die Entladung stattfindet, durch eine dielektrische Umhüllung elektrisch vom Gasraum isoliert wird.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Elektroden so in der DBE-Lampe angeordnet, dass im Innenraum mindestens ein Entladungsweg mit mehreren Entladungsabschnitten entsteht, wobei ein einzelner Entladungsabschnitt zwischen zwei Elektroden ausgebildet ist, die an elektrisch unterschiedlichen Potentialen anliegen. Insbesondere kann der Entladungsweg zumindest drei Entladungsabschnitte aufweisen. Dabei kann die Länge eines Entladungsabschnitts durch die maximal erreichbare Schlagweite begrenzt sein. Insbesondere können Entladungswege mit drei bis zehn Entladungsabschnitten in der DBE-Lampe vorgesehen sein, d.h. eine elektrische Entladung über vier bis elf unterschiedliche Elektroden. Je mehr Entladungsabschnitte die einzelnen Entladungswege aufweisen, umso mehr Volumen des Innenraums kann genutzt werden. Die einzelnen Entladungsabschnitte können auch als Entladungslagen bezeichnet werden. Die maximale Anzahl der Entladungslagen ist durch die im Gasraum befindlichen Elektroden und deren dielektrische Umhüllung begrenzt, die die optische Systemeffizienz durch Strahlungsabsorption und Mehrfachreflexion verringern.

Der Entladungsweg kann eine gerade Anzahl von Entladungsabschnitten aufweisen und die Elektroden können symmetrisch in der DBE-Lampe angeordnet sein. Bei einer röhrenförmigen DBE-Lampe können die Elektroden bzgl. der Mittelachse der Röhre, also der Zylinderachse, kreissymmetrisch angeordnet sein. Bei einer symmetrischen Anordnung kann die DBE-Lampe durch Variation der Anzahl der Elektroden je Äquipotentialfläche und durch Variation der Anzahl der Entladungsabschnitte auf einen vorbestimmten Druck, eine vorbestimmte Zündspannung zur Entladung, eine vorbestimmte Art und Dicke des Dielektrikums und/oder vorbestimmte Lampenausmaße eingestellt werden. Alternativ kann der Entladungsweg auch eine ungerade Anzahl von Entladungsabschnitten aufweisen und die Elektroden können in einer Interdigitalstruktur, insbesondere bezüglich ihres elektrischen Potentials, im Innenraum der DBE-Lampe vorzugsweise auch auf dem Lampenaußenkolben angeordnet sein. Von einer Mittelachse der DBE-Lampe gleich weit entfernte Elektroden liegen dabei an einem alternierenden elektrischen Potential an, wobei unsymmetrische Äquipotentialflächen im Innenraum entstehen. Eine solche unsymmetrische Anordnung kann bei bestimmten Randbedingungen wie Druck, Zündspannung, Art und Dicke des Dielektrikums und/oder Lampenausmaßen sinnvoll sein.

Dabei können die Elektroden so in der DBE-Lampe angeordnet sein, dass Schlagweiten über die einzelnen Entladungsabschnitte im Wesentlichen gleich lang ausgebildet sind. Dadurch entsteht eine gleichmäßige Strahlungsleistung in den einzelnen Raumgebieten des Innenraums und es sind durch die Leistungselektronik im Wesentlichen zwei unterschiedliche Potentiale bereitzustellen, über die vorzugsweise eine gepulste Anregung des in der Lampe eingeschlossenen Gasraumes erfolgt. Gemäß einer Ausführungsform ist der Innenraum über eine Außenisolierung gegenüber einer Umgebung der DBE-Lampe elektrisch isoliert ausgebildet. Diese Isolierung kann z.B. als eine Glasscheibe bzw. ein Glaszylinder ausgebildet sein. Ein Glaszylinder ist ein Dielektrikum und dient somit zur elektrischen Isolierung des Innenraums. Gleichzeitig eignet sich Glas gut zum luftdichten Einschluss des Gases und ist durchlässig für die im Innenraum erzeugte Strahlung. Die Außenisolierung kann als Begrenzung bzw. Gehäuse der DBE-Lampe ausgebildet sein.

Dabei kann die DBE-Lampe zumindest eine Außenelektrode aufweisen, die so angeordnet ist, dass die Außenelektrode durch die Außenisolierung gegenüber dem Innenraum elektrisch isoliert ist. Eine Außenelektrode braucht somit keine eigene Isolierung, sondern kann die Außenisolierung des Innenraums nutzen. Dazu ist die Außenelektrode außerhalb des Innenraums und/oder am Rand des Innenraums angeordnet. Insbesondere kann die Außenelektrode von außen an der Außenisolierung anliegen, d.h. an der dem Innenraum gegenüberliegenden Seite der Außenisolierung. Durch Verwendung von zumindest einer Außenelektrode zusätzlich zu den Innenelektroden kann das Volumen des Innenraums bis zu seiner Begrenzung, nämlich bis zur Außenisolierung, zur Strahlungserzeugung genutzt werden.

Dabei können alle Außenelektroden dafür ausgebildet sein, zur Strahlungserzeugung auf demselben elektrischen Potential anzuliegen. Dies ist insbesondere in dem Fall vorteilhaft, wenn die Außenelektroden als ein elektrisch leitfähiges Fluid wie z.B. zu entkeimendes Wasser ausgebildet sind. Das Fluid kann z.B. geerdet sein, also an der elektrischen Masse anliegen, und als Außenelektrode der DBE-Lampe dienen, die in das Fluid einführbar ist. Die im Innenraum erzeugte Strahlung kann zur Entkeimung des Fluids genutzt werden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine Innenelektrode zentral auf einer Mittelachse des Gehäuses angeordnet.

In einem Ausführungsbeispiel sind alle Innenelektroden einer Gruppe von Innenelektroden von einer Mittelachse des Gehäuses gleich weit beabstandet. Die Innenelektroden können in mehreren solchen Gruppen eingeteilt sein. Dabei können alle Gruppen gleich viele Innenelektroden aufweisen. Eine der Gruppe von Innenelektroden kann so z.B. Äquipotentialflächen im Innenraum der DBE-Lampe definieren, wobei die Äquipotentialflächen jeweils durch die einzelnen Gruppen von Innenelektroden verlaufen, wenn die Innenelektroden einer Gruppe auf dem gleichen Potential anliegen. Die Innenelektroden einer Gruppe können auch an alternierenden elektrische Potentialen anliegen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Elektroden in Elektrodenpaare unterteilt und jedes Elektrodenpaar weist ein eigenes Vorschaltgerät, beziehungsweise einen separaten Ausgang eines für den Betrieb der gesamten Lampe oder Lampengruppe genutzten Vorschaltgerätes, zur elektrischen Potentialerzeugung auf. Dabei können auch Vorschaltgeräte für jeweils eine Entladungslage bzw. einen Entladungsabschnitt vorgesehen sein. Durch einzelne Vorschaltgeräte, beziehungsweise separate Ausgänge eines für den Betrieb der gesamten Lampe oder Lampengruppe genutzten Vorschaltgerätes, können Fertigungsungenauigkeiten wie unterschiedliche Schlagweiten zwischen den Elektroden durch Justage der elektrischen Potentiale ausgeglichen werden. Dadurch wird der Lampenbetrieb optimiert. Dabei kann ein Vorschaltgerät mit induktiv und/oder galvanisch entkoppelten bzw. getrennten Ausgängen verwendet werden, was den Schaltungsaufwand reduziert.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind das Gehäuse und somit auch der Innenraum zylinderförmig ausgebildet und die Innenelektroden sind im Wesentlichen parallel zur Zylinderachse des Gehäuses ausgebildet. Damit wird eine effiziente Nutzung des Innenraums z.B. für eine röhrenförmige DBE-Lampe bereitgestellt.

Gemäß einer Ausführungsform stützt eine Halterung die Innenelektroden gegenüber dem Gehäuse, z.B. der Außenisolierung, des Innenraums ab. Um eine hohe Leistungsdichte zu erreichen, sind die Innenelektroden dünn ausgebildet, z.B. stabförmig. Dadurch kann es ab einer gewissen Länge des Innenraums zu einer Verformung, z.B. einem Durchhängen, der Innenelektroden kommen. Eine entsprechende Halterung verhindert eine solche Verformung der Innenelektroden und somit eine Verzerrung der vorgesehenen Anordnung der Innenelektroden im Innenraum. Die Halterung kann z.B. als ein oder eine Mehrzahl von Glasstäben ausgebildet sein, die die Innenelektroden abstützen. Glas dient dabei als weiteres Dielektrikum und ist nahezu transparent für die erzeugte Strahlung.

In einem Ausführungsbeispiel weist zumindest eine der Innenelektroden keine eigene dielektrische Isolierung auf. Eine solche unisolierte Innenelektrode kann z.B. als Netzelektrode ausgebildet sein. Für die Dielektrisch Behinderte Entladung ist zwischen den beiden Elektroden lediglich eine Isolierung notwendig. Deswegen können eine oder mehrere der Innenelektroden auch unisoliert ausgebildet sein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind mehrere Innenelektroden als Untergruppe mit gleichem elektrischem Potential in der DBE-Lampe angeordnet. Die Untergruppe der Innenelektroden kann dabei nicht nur am nominell gleichen Potential anliegen, sondern auch elektrisch an exakt demselben Potential, also elektrisch leitend miteinander verbunden sein.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in Figuren gezeigten Ausführungsformen näher beschrieben. Einzelne in den Figuren gezeigte Merkmale können mit Merkmalen aus anderen in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen kombiniert werden. Gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ausführungsbeispielen bezeichnen ähnliche oder gleiche Merkmale. Es zeigen:

Figur 1A in einer schematischen Querschnittdarstellung eine erste bekannte DBE- Lampe mit zwei Außenelektroden;

Figur 1 B in einer schematischen Querschnittdarstellung eine zweite bekannte DBE- Lampe mit Außenelektroden und einer röhrenförmigen Zentralelektrode;

Figur 2 in einer schematischen Querschnittdarstellung eine erste

Ausführungsform einer DBE-Lampe mit einem drei- und vierteiligen Entladungsweg;

Figur 3 in einer schematischen Querschnittdarstellung eine zweite

Ausführungsform einer DBE-Lampe mit einem vierteiligen Entladungsweg und nicht zentralsymmetrischen Entladungslagen;

Figur 4 in einer schematischen Querschnittdarstellung eine dritte

Ausführungsform einer DBE-Lampe mit einem sechsteiligen Entladungsweg;

Figur 5 in einer schematischen Querschnittdarstellung eine vierte

Ausführungsform einer DBE-Lampe mit einem vierteiligen Entladungsweg und zentralsymmetrischen Entladungslagen;

Figur 6 in einer schematischen Querschnittdarstellung eine fünfte

Ausführungsform einer DBE-Lampe mit einem vierteiligen Entladungsweg und zentralsymmetrischen Entladungslagen und

Figur 7 in einer schematischen Querschnittdarstellung eine sechste

Ausführungsform einer DBE-Lampe. Figur 1A zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine erste bekannte röhrenförmige DBE-Lampe 1. Die DBE-Lampe 1 ist als längliche Röhre ausgebildet, die von einer zylinderförmigen Außenisolierung 20 aus Glas begrenzt ist. Im Inneren der Außenisolierung 20 ist ein Innenraum 10 angeordnet, der mit einem für eine dielektrisch behinderte Entladung geeignetem Gas gefüllt ist. Die Außenisolierung 20 schließt dabei das Gas im Innenraum 10 ein, ist durchlässig für im Innenraum 10 erzeugte optische Strahlung und dient als dielektrische Isolierung zweier Elektroden 50 und 50", die als Außenelektroden ausgebildet sind und parallel zur Zylinderachse der röhrenförmigen DBE-Lampe 1 ausgerichtet sind. Die Zylinderachse der DBE- Lampe 1 ist im Querschnitt der in Figur 1A der Kreismittelpunkt, also der Mittelpunkt des kreisförmigen Querschnitts durch den Innenraum 10.

Die beiden Außenelektroden 50 und 50' liegen auf unterschiedlichen Potentialen. Durch Ansteuerung der Elektroden 50, 50' mit einer sich kontinuierlich verändernden oder pulsförmigen Spannungsform können sich durch den die Außenisolierung 20 durchdringenden Verschiebungsstrom im gasgefüllten Innenraum 10 Entladungen ausbilden, wobei diese Entladungen das Gas in den Plasmazustand überführen, der im Innenraum 10 eine optische Strahlung erzeugt. Dabei sind die Außenelektroden 50 und 50' um den Röhrendurchmesser der DBE-Lampe 1 voneinander um einen Abstand d beabstandet.

Figur 1B zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine zweite bekannte röhrenförmige DBE-Lampe 1'. Die DBE-Lampe 1' ist ähnlich wie die in Figur 1A gezeigte DBE-Lampe 1 als längliche Röhre mit der zylinderförmigen Außenisolierung 20 und dem Innenraum 10 ausgebildet.

Die DBE-Lampe 1 ' weist vier Außenelektroden 50 auf, die auf einem negativen elektrischen Potential liegen. In der Mitte der DBE-Lampe V ist eine Zentralelektrode 50" angeordnet, die ebenfalls röhrenförmig ausgebildet ist, einen kleineren Durchmesser als die Außenisolierung 20 aufweist und die mit der Außenisolierung 20 dieselbe Zylinderachse teilt. Die Zentralelektrode 99 schließt dabei einen Totraum 99 ein, in dem keine Strahlung generiert wird.

Die Zentralelektrode 50' liegt an einem positiven elektrischen Potential an, so dass über den Innenraum 10 und die Außenisolierung 20 eine elektrische Entladung zwischen der Zentralelektrode 50" und den Außenelektroden 50 stattfinden kann. Die Entladung erfolgt über einen Abstand d zwischen dem Zylindermantel der Zentralelektrode 50" und dem Zylindermantel der Außenisolierung 20.

Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen DBE-Lampe 2 mit einem vierteiligen Entladungsweg 32. Wie die in Figuren 1A und 1 B gezeigten DBE-Lampen 1 und 1 ' ist die DBE-Lampe 2 röhrenförmig ausgebildet und in Figur 2 schematisch im Querschnitt senkrecht zur Mittelachse der Röhre gezeigt.

Der gasgefüllte Innenraum 10 ist von der Außenisolierung 20 umgeben. Die Außenisolierung 20 ist als Glasröhre ausgebildet, die als Dielektrikum und elektrische Isolierung wirkt und für im Innenraum 10 erzeugte Strahlung transparent ist. In einem Außenbereich der DBE-Lampe 2 und durch die Außenisolierung 20 gegenüber dem Innenraum 10 elektrisch isoliert sind mehrere Außenelektroden 60 und 60' angeordnet. Die Außenelektroden 60 und 60' sind elektrisch leitend als längliche Metallplättchen oder -schienen ausgebildet, die im Wesentlichen parallel zur Mittelachse der röhrenförmigen Außenisolierung 20 angeordnet sind.

Die in Figur 2 gezeigte DBE-Lampe 2 weist zwei Außenelektroden 60 auf, die an ein negatives elektrisches Potential bzw. an Masse anliegen. Weiterhin weist die DBE- Lampe 2 zwei Außenelektroden 60' auf, die an einem elektrisch positiven Potential anliegen. Die zwei "kalten" Außenelektroden 60 und die zwei "heißen" Außenelektroden 60' sind über den Mantelumfang der Außenisolierung 20 gleichmäßig von einander beabstandet und mit alternierendem Potential angeordnet. Somit sind jeweils zwei Außenelektroden 60, 60' mit unterschiedlichen Potentialen um 90° voneinander entfernt angeordnet, während zwei Außenelektroden 60 bzw. 60' mit gleichem Potential um einander gegenüberliegend angeordnet sind. Dabei sind die Winkelangaben bezogen auf den gezeigten Querschnitt und bezüglich der Mittelachse der DBE-Lampe 2.

Im Innenraum 10 der DBE-Lampe 2 sind vier Innenelektroden 62, 62' angeordnet. Die vier Innenelektroden 62, 62' sind im Wesentlichen stabförmig ausgebildet und bestehen aus einem elektrisch leitenden Kern wie z.B. einem steifen Draht, der von einer Isolierung 63 umgeben ist. Jede der stabförmigen Innenelektroden 62, 62' ist dabei von einer der Isolierungen 63 gegenüber dem Gas im Innenraum 10 elektrisch isoliert. Die Isolierungen 63 können z.B. aus Glas oder einem Quarz ausgebildet sein, z.B. als dünne Glasröhrchen. Die Isolierungen 63 dienen als Dielektrikum für die dielektrisch behinderte Entladung der DBE-Lampe 2. Die Innenelektroden 62, 62' sind parallel zur Mittelachse der rohrförmigen Außenisolierung 20 angeordnet. Im Querschnitt sind die Innenelektroden 62, 62' an den Ecken eines Quadrats angeordnet, wobei sich die zwei "heißen" Innenelektroden 62' und die zwei "kalten" Innenelektroden 62 jeweils diagonal gegenüberliegen. Die Entladungen verlaufen entlang von Entladungswegen 32, 32', die nicht zentralsymmetrisch zur Mittelachse des Lampengefäßes angeordnet sind. Dass heißt, die Entladungswege 32, 32' folgen nicht gänzlich Strahlen, die die Mittelachse des Lampengefäßes schneiden.

Bei dieser Anordnung der Innenelektroden 62, 62' und Außenelektroden 60, 60' ergeben sich dreiteilige und vierteilige Entladungswege durch den Innenraum 10, von denen beispielhaft jeweils ein dreiteiliger Entladungsweg 32' und ein vierteiliger Entladungsweg 32 gezeigt sind. Der Entladungsweg 32' führt von einer ersten kalten Außenelektrode 60 entlang eines ersten Entladungsabschnitts 32a zu einer ersten heißen Innenelektrode 62'. Der erste Entladungsabschnitt 32a erfolgt über einen Abstand d2 zwischen diesen beiden Elektroden. Der Abstand d2 entspricht dem Abstand zwischen dem Außendurchmesser der Außenisolierung 20 bis zur nächstliegenden Innenelektrode 62'. Der Entladungsweg 32' erstreckt sich weiter von der ersten heißen Innenelektrode 62' zu einer ersten kalten Innenelektrode 62 entlang des zweiten Entladungsabschnitts 32b und erfolgt über einen Abstand d1. Der Abstand d1 entspricht dem Abstand der Innenelektroden 62', 62 zueinander und der Seitenlänge des Quadrats, in dem die Innenelektroden 62, 62' im gezeigten Querschnitt angeordnet sind. Der Entladungsweg 32' erstreckt sich weiter von der ersten kalten Innenelektrode 62 zur ersten heißen Außenelektrode 60' entlang eines dritten Entladungsabschnitts 32z. Der erste Entladungsabschnitt 32a und der dritte Entladungsabschnitt 32z sind dabei in etwa gleich lang. Mit kalter bzw. heißer Elektrode wird eine Elektrode an einem negativen bzw. positiven elektrischen Potential bezeichnet.

Ferner ergibt sich bei dieser Anordnung der Innenelektroden 62, 62' und Außenelektroden 60, 60' z.B. der vierteilige Entladungsweg 32 durch den Innenraum 10, von denen ein Entladungsweg 32a-d beispielhaft in Figur 2 gezeigt ist. Anders als beim dreiteiligen Entladungsweg 32' kommt es statt zur Ausbildung des Entladungsweges 32z zur Ausbildung der Entladungswege 32c und 32d. Dabei verläuft Entladungsweg 32c ähnlich wie Entladungsweg 32b zwischen zwei Innenelektroden 62 und 62', während Entladungsweg 32d zwischen einer Innenelektrode 62' und einer Außenelektrode 60 verläuft. Drei- und vierteiliger Entladungsweg 32' und 32 können gleichzeitig auftreten.

Bei der Wahl der Abstände zwischen den Entladungsabschnitten sollte dabei d2 ungefähr so groß wie d1 ausgebildet sein, wenn die DBE-Lampe 2 mit nur einem elektrischen Vorschaltgerät betrieben wird. Die Abstände können unterschiedlich groß ausgebildet sein, wenn mehrere Vorschaltgeräte verwendet werden. Elektronische Vorschaltgeräte dienen zur Erzeugung des elektrischen Potentials, an dem sowohl die Innen- als auch die Außenelektroden anliegen. Bei Verwendung von jeweils einem eigenen elektrischen Vorschaltgerät für jedes Elektrodenpaar kann durch individuelles Abstimmen der unterschiedlichen Potentiale eine Unregelmäßigkeit im Aufbau der DBE-Lampe ausgeglichen werden.

Bei einem Vergleich der Figuren 1 B und 2 ist zu sehen, dass das Volumen des Innenraums 10 bei der in Figur 2 gezeigten DBE-Lampe 2 besser zur Strahlungserzeugung ausgenutzt werden kann als bei der in Figur 1 B gezeigten DBE-Lampe 1 ': Zum einen nehmen die Innenelektroden 62, 62^* durch Ihre schlanke Ausbildung weniger Volumen ein als die Zentralelektrode 50" der DBE-Lampe 1'. Zum anderen ist der mehrteilige Entladungsweg 32 besser geeignet, mehr gasgefülltes Innenvolumen des Innenraums 10 zu durchdringen als bei der Entladung in der DBE-Lampe 1'. Weiterhin wird durch die schlanken Innenelektroden 62, 62' eine wesentlich kleinere Abschirmung von im Innenraum 10 entstehender Strahlung bewirkt als bei der bekannten DBE-Lampe 1 '. Die große Zentralelektrode 50" hingegen stellt eine große nichttransparente Abschirmung für die Strahlung dar, die die Strahlungsausbeute mindert. Durch die in Figur 2 gezeigte Anordnung der Innen- und Außenelektroden wird nahezu der gesamte von der als Außenkolben ausgebildeten Außenisolierung 20 eingeschlossene Innenraum 10 zur Strahlerzeugung genutzt. Entladungsweg 32 weist drei Entladungsabschnitte bzw. Entladungslagen auf, für die ein Außenkolbendurchmesser von ca. dreimal dem Abstand d2 vorteilhaft ist. Die Innenelektroden 62, 62' können auf anderen Spannungspotentialen liegen als die Außenelektroden 60, 60', um unterschiedliche Schlagweiten zu ermöglichen. Durch die Ausbildung der Innenelektroden 62, 62' als dünne Stäbe werden optische Verluste durch Absorption innerhalb der DBE-Lampe 2 minimiert. Ein Großteil der Strahlung kann den Innenraum 10 ungehindert durchqueren, da das Plasma optisch dünn ausgebildet sein kann. Die DBE-Lampe 2 ist besonders zur Erzeugung von VUV-Strahlung geeignet. Figur 3 zeigt eine DBE-Lampe 3, die ähnlich wie die in Figur 2 gezeigte DBE-Lampe 2 aufgebaut ist. Im Unterschied zur DBE-Lampe 2 sind alle vier Außenelektroden 60 der DBE-Lampe 3 dafür ausgebildet und vorgesehen, an demselben elektrischen Potential anzuliegen, z.B. an Masse. Daher können die Außenelektroden 60 auch durch ein leitfähiges Fluid wie zu reinigendes Wasser ersetzt bzw. ergänzt werden.

Die Außenelektroden 60 können neben der Streifenausführung unter anderem auch als Netzelektrode, als transparente Elektrode (ITO-Beschichtung) oder als strukturiertes aufgedampftes Metall ausgeführt sein.

Die DBE-Lampe 3 weist fünf Innenelektroden 62', 62 auf, von denen vier heiße Innenelektroden 62' im Querschnitt in einem Quadrat angeordnet sind. Eine zentrale Innenelektrode 62 ist als kalte Elektrode ausgebildet. Damit entsteht in der DBE-Lampe 3 ein Entladungsweg 33 mit bis zu vier Entladungslagen bzw. vier Entladungsabschnitten 33a bis 33d. Dabei erstreckt sich der erste Entladungsabschnitt 33a von einer ersten kalten Außenelektrode 60 zu einer ersten heißen Innenelektrode 62', der zweite Entladungsabschnitt 33b von der ersten heißen Innenelektrode 62' zur zentralen kalten Innenelektrode 62, der dritte Entladungsabschnitt 33c von der zentralen kalten Innenelektrode 62 zu einer zweiten heißen Innenelektrode 62' und der vierte Entladungsabschnitt 33d von der zweiten heißen Innenelektrode 62' zu einer zweiten kalten Außenelektrode 60. Dabei erfolgen die Entladungsschläge am ersten und vierten Entladungsabschnitt 33a, 33d über einen Abstand d2 zwischen Außenelektrode 60 und einer äußeren Innenelektrode 62', der zweite und dritte Entladungsabschnitt 33b, 33c über einen Abstand d1 zwischen einer äußeren Innenelektrode 62' und der zentralen Innenelektrode 62.

Dabei sollte der Abstand d1 ungefähr so groß wie der Abstand d2 ausgebildet sein, wenn die DBE-Lampe 3 mit einem einzigen elektronischen Vorschaltgerät betrieben wird. Bei Einsatz von mehreren elektronischen Vorschaltgeräten für die Elektroden können die Abstände unterschiedlich groß ausgebildet sein. Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch eine röhrenförmige DBE-Lampe 4, die ähnlich wie die in Figur 3 gezeigte DBE-Lampe 3 aufgebaut ist. Die DBE-Lampe 4 weist jedoch vier weitere Innenelektroden 62' auf. Insgesamt weist die DBE-Lampe 4 im Innenraum 10 eine (heiße) zentrale Innenelektrode 62" auf, darum an den Ecken eines kleinen Quadrats angeordnete vier (kalte) Innenelektroden 62, darum an den Ecken eines großen Quadrats angeordnete vier (heiße) Innenelektroden 62' und vier (kalte) Außenelektroden 60. Dabei ist das kleine Quadrat und das große Quadrat in der Querschnittansicht gegeneinander um 45° verdreht angeordnet. Die acht Außenelektroden 60 sind in zwei Außenquadraten angeordnet, wobei das eine gegenüber dem großen Quadrat der vier äußeren Innenelektroden 62' um +22.5° verdreht angeordnet ist und das andere gegenüber dem großen Quadrat der vier äußeren Innenelektroden 62' um -22.5° angeordnet ist.

Figur 5 zeigt einen Querschnitt durch eine röhrenförmige DBE-Lampe 5, die ähnlich wie die in Figur 3 gezeigte DBE-Lampe 3 aufgebaut ist. Im Gegensatz zu Lampe 3 ist die zentrale Innenelektrode 62", die in Figur 3 mit 62 bezeichnet ist, bei Lampe 5 durch einen Durchmesser gekennzeichnet, der größer ist als der Durchmesser der kreisförmig um den zentralen Lampenmittelpunkt angeordneten 16 (heißen) Innenelektroden 62'. Der Innendurchmesser des Lampenaußengefäßes, also der Außenisolierung 20, ist dabei größer als der Durchmesser des Kreises im gezeigten Querschnitt, auf dem die Innenelektroden 62' vorteilhaft äquidistant voneinander angeordnet sind. Der Durchmesser der zentralen Innenelektrode 62" ist im Querschnitt kleiner als der Durchmesser des Kreises, auf dem die Innenelektroden 62' angeordnet sind. Die Innenelektroden 62' haben vorzugsweise gleichen Abstand d2 sowohl zu Innenelektrode 62"als auch zu Außenelektroden 60 (Abstand d1 ), die außen auf dem Lampenaußenkolben (also der Außenisolierung 20) angeordnet sind. Vorzugsweise liegen jeweils eine Innenelektrode 62' und eine Außenelektrode 60 mit ihrem jeweiligen Mittelpunkt auf einem Strahl durch den zentralen Lampenmittelpunkt. Ein solcher Strahl ist in Figur 4 entlang des Entladungsweges 32 gezeigt.

Die Entladung folgt einem Entladungsweg 32 aus bis zu vier Abschnitten 32a-32d. Entladungsabschnitt 32a verläuft zwischen einer Außenelektrode 60 und einer Innenelektrode 62', wohingegen Entladungsabschnitt 32b von dieser Innenelektrode 62' zur zentralen Innenelektrode 62" verläuft. Symmetrisch dazu kann die Entladung den weiteren Entladungsabschnitten 32c und 32d folgend voranschreiten.

In einer Ausführungsform kann die zentrale Innenelektrode 62" auf gleichem Potential wie die Außenelektroden 60 liegen, wofür vorteilhaft der Abstand d1 gleich dem Abstand d2 ausgebildet ist. Es ist möglich, das weitere Innen- oder Außenelektroden mit unterschiedlichen Potentialen beaufschlagt werden und diese unterschiedlichen Potentiale zur Gestaltung der Entladungsvorgänge genutzt werden.

Der Vorteil der in Figur 5 gezeigten Ausgestaltungsform der Lampe 5 liegt in der im Gegensatz zur in Figur Y gezeigten Lampe 1 ' in der durch die größere Anzahl der Entladungsiagen besseren Ausnutzung des Gasvolumens. Die zentrale Innenelektrode 62" kann aus einer die optische VUV-Strahlung gut reflektierenden Aluminium-Schicht bestehen. Im Gegensatz zu einer weiteren Erhöhung der Entladungslagenanzahl wird die Nichtnutzung eines Totraumes 99 im Inneren der zentralen Innenelektrode 62" dabei in Kauf genommen. Bei gleicher Schlagweite (Länge der Entladungsabschnitte entlang der Abstände d) wird das durch den Lampenaußendurchmesser bestimmte Lampenvolumen jedoch effektiver zur Erzeugung optischer Strahlung genutzt. Figur 6 zeigt einen Querschnitt durch eine röhrenförmige DBE-Lampe 6, die ähnlich wie die in Figur 5 gezeigte DBE-Lampe 5 aufgebaut ist. Im Gegensatz zu Lampe 5 wurden die stabförmigen Innenelektroden 62' durch eine nicht dielektrisch isolierte, durchgängige und auf einem Radius um den zentralen Lampenmittelpunkt angeordnete Innenelektrode 62' ersetzt. Die entstehenden Entladungen sind daher nur einseitig dielektrisch behindert, was unter bestimmten Bedingungen vorteilhaft ist. Diese nicht dielektrisch isolierten Elektroden können in allen gezeigten Lampen zum Einsatz kommen, solange mindestens eine zu einem Entladungsweg gehörende Elektrode dielektrisch isoliert ist. Ein Vorteil der DBE-Lampe 6 gegenüber der DBE- Lampe 5 ist der einfachere Aufbau der Innenelektrode 62' und geringere optische Verluste durch eine grobmaschige Netzausführung der Innenelektrode 62'. Figur 7 zeigt einen Querschnitt durch eine röhrenförmige DBE-Lampe 7, die ähnlich wie die in Figur 5 gezeigte DBE-Lampe 5 aufgebaut ist. Im Gegensatz zu Lampe 5 weisen sowohl die Innenelektroden 62 und 62' untereinander als auch die Außenelektroden 60 und 60' unterschiedliche, vorteilhaft alternierende, Potentiale auf. Ein weiterer Unterschied zu der in Figur 5 gezeigten Ausgestaltungsform liegt in der Anlage der Innenelektroden 62 und 62' zu Untergruppen gleichen Potentials. Durch diese gruppenhafte Anordnung kann gewährleistet werden, dass sich Entladungen, welche Strahlen folgen die zu Strahlen durch den zentralen Lampenmittelpunkt einen rechten Winkel aufweisen, in unterschiedlichen Abständen zum zentralen Lampenmittelpunkt ausbilden können. Ein solcher Strahl ist in Figur 7 als Entladungsabschnitt 36 gezeigt, der zwischen einer Untergruppe Innenelektroden 62 und einer Untergruppe Innenelektroden 62' ausgebildet ist.

In der in Figur 7 gezeigten Ausführungsform besteht eine Untergruppe von Innenelektroden aus jeweils drei am gleichen Potential anliegenden Innenelektroden 62 bzw. 62'. Die Untergruppen sind mit alternierender Polarität rund um die zentrale Innenelektrode 62" in der DBE-Lampe 7 angeordnet.

Neben einem Entladungsweg 32, der sich entlang der Entladungsabschnitte 32a und 32b erstreckt, kann sich auch ein Entladungsweg 32', den Entladungsabschnitten 32a, 36 und 32d folgend, einstellen. Die Ausbildung des Entladungsabschnitts 36 ist besonders vorteilhaft, da die hier generierte optische Strahlung kaum durch andere Innenelektroden oder Außenelektroden abgeschattet wird und daher nur wenig geschwächt wird. Im Gegensatz zu den DBE-Lampen 5 und 6 kann daher bei gleichem Lampenaußendurchmesser der Innendurchmesser der zentralen Innenelektrode 62" noch weiter verkleinert werden. Dadurch wird das vom Lampenaußendurchmesser eingeschlossene Lampenvolumen noch effizienter zur Erzeugung von optischer VUV-Strahlung genutzt. Ganz allgemein könnte die DBE-Lampe auch weitere im Innenraum, z.B. in einem Quadrat, angeordnete Innenelektroden aufweisen. Dabei kann eine zentrale Innenelektrode vorgesehen sein, die von in immer größer werdenden Quadraten angeordneten Innenelektroden umgeben ist. Dabei können die Quadrate von aufeinanderfolgenden Innenelektroden der einzelnen Entladungslagen jeweils gegeneinander um 45° versetzt angeordnet sein. Als Alternative zur (im Querschnitt) quadratischen Anordnung könnten die Innenelektroden auch in einer anderen geometrischen Form angeordnet sein, wobei von der Mittelachse der DBE-Lampe gleich weit beabstandete und entfernte Innenelektroden im Querschnitt bevorzugt symmetrisch bezüglich der Mittelachse der DBE-Lampe angeordnet sind. Dabei können die von der Mittelachse gleich weit entfernten Innenelektroden in Gruppen gleichen Potentials eingeteilt sein. Dabei ergibt sich bei der in Figur 4 gezeigten DBE-Lampe 4 ein Entladungsweg 32, der entlang bis zu sechs einzelner Entladungswege 32a bis 32f verläuft, somit sechsteilig ausgebildet ist und sechs Entladungslagen aufweist.

Die Schlagweiten über die jeweiligen Abstände d1 , d2 und d3 sollten dabei gleich groß ausgebildet sein, falls die DBE-Lampe lediglich mit einem einzelnen elektrischen Vorschaltgerät betrieben wird.

Durch die gezeigte Anordnung der Innen- und Außenelektroden ergeben sich im Innenraum Äquipotentialflächen entlang der von der Mittelachse der DBE-Lampe gleich weit entfernte Innenelektroden. Dabei liegen die Äquipotentialflächen im Wesentlichen auf einem Zylindermantel um die Rohr-Mittelachse der DBE-Lampe durch die von der Rohr-Mittelachse gleich weit entfernten Innenelektroden.

Dabei können Schlagweiten für die elektrische Entladung bei gegebenem Druck, gegebener Zündspannung, gegebener Glasdicke der Isolierungen und des Lampenkolbendurchmessers durch eine Variation der Anzahl der Innenelektroden pro Äquipotentialfläche angepasst werden, sowie durch eine Variation der Anzahl der Entladungslagen.

Bei einer geradzahligen Anzahl von Entladungslagen bzw. Entladungsabschnitten ist eine symmetrische Anordnung der Elektroden gleichen Potentials vorteilhaft (vgl. Figuren 3 und 4).

Bei einer ungeradzahligen Anzahl von Entladungslagen ist eine Anordnung der Elektroden in einer Interdigitalstruktur vorteilhaft. Dabei alterniert jeweils die Elektrodenpolarität der von der Mittelachse der DBE-Lampe gleich weit entfernten Innen- und Außenelektroden (vgl. Figur 2). Dabei entstehen unsymmetrische Äquipotentialflächen in der DBE-Lampe, die bei bestimmten Randbedingungen sinnvoll sein können. Die Entladungswege zwischen den von der Mittelachse der DBE-Lampe gleich weit entfernten Innen- und Außenelektroden liegen dabei auf Strahlen, die einen rechten Winkel zum einem Strahl durch den zentralen Lampenmittelpunkt bilden.

Die in den DBE-Lampen 2, 3, 4, 5, 6 und 7 gezeigten elektrischen Potentiale an den Elektroden sind dabei jeweils für eine mögliche Ausführungsform ausgewählt. Die Potentiale können dabei nicht nur miteinander vertauscht werden, sondern auch anders an die Elektroden angelegt werden. Es ist weiterhin möglich, nicht nur heiße und kalte Elektroden zu verwenden, sondern auch abgestufte elektrische Potentiale zwischen den beiden Extremen an die Elektroden anzulegen, wobei ein Entstehen der Entladungswege gezielt gesteuert bzw. beeinflusst werden kann. Um die Stabilität der dünnen Innenelektroden zu gewährleisten, können entweder Halterungen zum Stützen der Innenelektroden vorgesehen sein, oder eine Mehrzahl von DBE-Lampen in Reihe angeordnet sein, wobei dabei deren Rohr-Mittelachsen zusammenfallen. In den Figuren 2 bis 7 ist jeweils nur ein Entladungsweg 32 und 33 beispielhaft gezeigt. Tatsächlich erfolgen in den DBE-Lampen 2 bis 7 auch Entladungen über weitere Entladungswege, die analog zu jeweils dem gezeigten Entladungsweg 32 bzw. 33 zwischen den Elektroden angeordnet sind.

Bei den DBE-Lampen 2 bis 7 ist zumindest ein Entladungsabschnitt Entladungswegs zwischen zwei Innenelektroden angeordnet.

Bezugszeichenliste

1 , r DBE-Lampe

2,3,4,5,6,7 DBE-Lampe

10 Innenraum

20 Außenisolierung

32, 33 Entladungsweg

32a, ...33f, 32z Entladungsabschnitt

33a 33d Entladungsabschnitt

50, 50' Elektrode

50" Zentralelektrode

60, 60' Außenelektrode

62, 62', 62" Innenelektrode

63 Isolierung

99 Totraum

d, d1 , d2, d3 Abstand

Claims

Patentansprüche

1 . DBE-Lampe (2; 3; 4; 5; 6; 7) mit

- einem Gehäuse (20), das einen Innenraum (10) einschließt, der mit einem Gasgemisch gefüllt ist, das zur Strahlungserzeugung bei einer elektrischen Entladung durch das Gasgemisch geeignet ist und

- mindestens drei gegenüber dem Gasgemisch elektrisch isolierten Elektroden (60, 60', 62, 62'), wobei mindestens zwei der Elektroden (60, 60', 62, 62') an unterschiedlichen elektrischen Potentialen anliegen, und

wobei mindestens zwei der Elektroden mit unterschiedlichem elektrischem Potential als Innenelektroden (62, 62') im Innenraum (10) der DBE-Lampe (2; 3; 4; 5; 6; 7) angeordnet sind.

2. DBE-Lampe (2; 3; 4; 5; 6; 7) nach Anspruch 1 , wobei zumindest eine der Innenelektroden (62, 62') im Wesentlichen stabförmig ausgebildet ist.

3. DBE-Lampe (2; 3; 4; 5; 6; 7) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Elektroden (60, 60', 62, 62') so in der DBE-Lampe (2; 3; 4; 5; 6; 7) angeordnet sind, dass im Innenraum (10) mindestens ein Entladungsweg (32; 32'; 33) mit mehreren Entladungsabschnitten (32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32z; 33a, 33b, 33c, 33d) entsteht, wobei ein einzelner Entladungsabschnitt (32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32z; 33a, 33b, 33c, 33d) jeweils zwischen zwei Elektroden (60, 60', 62, 62') ausgebildet ist, die an unterschiedlichen elektrischen Potentialen anliegen.

4. DBE-Lampe (3; 4; 5; 6; 7) nach Anspruch 3, wobei der Entladungsweg (32; 33) eine gerade Anzahl von Entladungsabschnitten (32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 33a, 33b, 33c, 33d) aufweist und die Elektroden (60, 60', 62, 62') zentralsymmetrisch in der DBE-Lampe (3; 4; 5; 6; 7) angeordnet sind.

5. DBE-Lampe (2) nach Anspruch 3, wobei der Entladungsweg (32') eine ungerade Anzahl von Entladungsabschnitten (32a, 32b, 32z) aufweist und die Elektroden (60, 60', 62, 62') in einer Interdigitalstruktur in der DBE-Lampe (2) angeordnet sind.

6. DBE-Lampe (2; 3; 4; 5; 6; 7) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Elektroden (60, 60', 62, 62') so in der DBE-Lampe (2; 3; 4; 5; 6; 7) angeordnet sind, dass die Schlagweiten über den einzelnen Entladungsabschnitten (32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32z; 33a, 33b, 33c, 33d) im Wesentlichen gleich lang ausgebildet sind.

7. DBE-Lampe (2; 3; 4; 5; 6; 7) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Innenraum (10) über eine Außenisolierung (20) gegenüber einer Umgebung elektrisch isoliert ausgebildet ist und wobei zumindest eine Außenelektrode (60, 60') so angeordnet ist, dass die Außenelektrode (60, 60') durch die Außenisolierung (20) gegenüber dem Innenraum (10) elektrisch isoliert ist.

8. DBE-Lampe (2; 3; 4; 5; 6; 7) nach Anspruch 7, wobei alle Außenelektroden (60, 60') dafür ausgebildet sind, zur Strahlungserzeugung auf demselben elektrischen Potential anzuliegen.

9. DBE-Lampe (3; 4; 5; 6; 7) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei eine Innenelektrode (62; 62") zentral auf einer Mittelachse des Gehäuses (20) angeordnet ist.

10. DBE-Lampe (2; 3; 4; 5; 6; 7) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei alle Innenelektroden (62; 62") einer Gruppe von Innenelektroden (62; 62') von einer Mittelachse des Gehäuses (20) gleich weit entfernt angeordnet sind.

1 1. DBE-Lampe (2; 3; 4; 5; 6; 7) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Elektroden (60, 60', 62, 62') in Elektrodenpaare unterteilt sind und jedes Elektrodenpaar ein eigenes Vorschaltgerät zur elektrischen Potentialerzeügung aufweist.

12. DBE-Lampe (2; 3; 4; 5; 6; 7) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei deren Gehäuse (20) zylinderförmig ausgebildet ist und die Innenelektroden (62, 62') im Wesentlichen parallel zur Zylinderachse des Gehäuses (20) ausgebildet sind.

13. DBE-Lampe (2; 3; 4; 5; 6; 7) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei eine Halterung die Innenelektroden (62, 62') gegenüber dem Gehäuse (20) des Innenraums (10) abstützt.

14. DBE-Lampe (2; 3; 4; 5; 6; 7) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei zumindest eine der Innenelektroden (62') keine eigene dielektrische Isolierung aufweist.

15. DBE-Lampe (7) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei mehrere Innenelektroden (62, 62') als Untergruppe mit gleichem elektrischem Potential in der DBE-Lampe (7) angeordnet sind.