Устройство для получения оптического излучения

ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ОПИСАНИЕ ИЗОБ РСКОМУ СВИДЕТЕЛ(54) (57) УСТРОЛСТВО ДЛЯ ПОЛНИЯ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯдержащее наполненную рабочим газо,ЯО 108170 лочку с окном для вывода излучения и герметично установленные внутри нее катод, анод и расположенную между ними диафрагму с отверстием, и источник питания, положительный полюс которого соединен через резистор с анодом, а отрицательный полюс через другой резистор - с катодом, через выключатель - с диафрагмой, отличающееся тем, что, с целью повышения яркости излучения при сохранении надежности устройства, между внутренней поверхностью оболочки и наружной поверхностью диафрагмы установлен позистор, электрически подсоединенный одним выводом к диафрагме, а другим - к аноду.Изобретение относится к элементам конструкции газоразрядных осветительных ламп, используемых в спектрофотометрической аппаратуре.Известны газоразрядные спектральные лампы, содержащие колбу с окном для вывода излучения, в которой установлены анод, катод и разделяющая их диафрагма с отверстием для формирования канала разряда 1 и 2,Однако диафрагма, в зависимости от диаметра отверстия, в большей или меньшей степени экранирует собой поле анода, в результате. чего поле в пространстве между катодом и диафрагмой ослабляется, и для зажигания известных ламп требуется напряжение, в несколько раз превышающее рабочее напряжение лампы. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для получения оптического излучения, содержащее наполненную рабочим газом оболочку с окном для вывода излучения и герметично установленные внутри нее катод, анод и расположенную между ними диафрагму с отверстием, и источник питания, положительный полюс которого соединен через резистор с анодом, а отрицательный полюс через другой резистор - с катодом, через выключатель - с диафрагмой 3. Однако дальнейшее повышение яркости оптического излучения возможно лишь при существенном сужении области, занимаемой плазмой разряда в диафрагме, т. е, при уменьшении диаметра отверстия диафрагмы, но при этом экранирующее действие диафрагмы возрастает настолько, что до зажигания разряда в пространство между катодом и диафрагмой поле анода почти не проникает, и для зажигания разряда требуются напряжения между анодом и катодом (при отверстии диафрагмы диаметром 0,3 мм), достигающие нескольких тысяч вольт, хотя рабочее напряжение горения составляет порядка 100 В. Это обстоятельство вынуждает усложнять источник анод- ного литания введением в него высоковольтной схемы с соответствующей коммутацией цепей и снижает надежность устройства, так как при каждом его зажигании при столь высоком напряжении катод во время формирования разряда подвергается интенсивной бомбардировке ионами рабочего газа с большой энергией, что весьма неблагоприятно сказывается на эмиттирующем слое катода, снижает стабильность параметров устройства и уменьшает ее долговечность. В связи с этим обычно диаметр отверстия диафрагмы выбирается достаточно большим, хотя яркость оптического излучения лампы при этом гораздо ниже возможной. 5 10 15 20 25 30 З 5 40 45 50 55 Целью изобретения является повышение яркости излучения устройства при сохранении его надежности.Эта цель достигается тем, что в устройстве для получения оптического излучения, содержащем наполненную рабочим газом оболочку с окном для вывода излучения и герметично установленные внутри нее катод, анод и расположенную между ними диафрагму с отверстием, и источник питания, положительный полюс котор 9 го соединен через резистор с анодом, а отрицательный полюс через другой резистор - с кат 9 дом, через выключатель - с диафрагмой, между внутренней поверхностью оболочки и наружной поверхностью диафрагмы установлен позистор, электрически подсоединенный одним выводом к диафрагме, а другим - к аноду,На фиг. 1 представлена конструкция предложенного устройства; на фиг. 2 электрическая схема его включения.Устройство состоит из кварцевой оболочки 1 с выходным окном 2, в которой на стержневых держателях-выводах 3, изолированных керамическими трубками, установлены анод 4 и молибденовая диафрагма 5 с цилиндром 6, охватывающим и экранирующим подогревной полый катод 7, установленный на выводах 8, Все внутри- ламповые электроды через герметичные токовводы соединены с наружными выводами 9. Между наружной поверхностью диафрагмы 5 и внутренней поверхностью оболочки 1 установлен позистор 10, одним выводом электрически соединенный с диафрагмой 5 через цилиндр 6, а другим, изолированным при помощи вакуумного цемента, подсоединенный через вывод 3 к аноду 4. Оболочка 1 наполнена дейтерием с добавкой, инертных газов.Для получения излучения оболочку подключают (фиг. 2) через балластные резисторы 11 и 12 к источнику 13 анодного питания, а выводы катода 7 - к источнику 14 напряжения накала. После нагрева катода 7 включается анодный источник 13, при этом процесс зажигания, по сравнению с известным устройством, существенно изменяется. Так как сопротивление позистора 1 О до зажигания разряда мало (10-20 Ом) диафрагма 5 оказывается при этом под потенциалом анода 4, так что анодное напряжение целиком приложено к промежутку диафрагма 5 - катод 7. В условиях термоэмиссии катода 7 в этом промежутке разряд зажигается при напряжении, лишь незначительно превышающем рабочее, но так как на этой стадии зажигания лампы весь разрядный ток протекает через позистор 1 О, последний быстро нагревается. По мере повышения температуры позистора 10 его сопротивление столь же быстро увеличивается, соответственно возрастает и падение1081706 0 Составитель В. Го Техред И. Верес Тираж 683И Государственного к делам изобретений иМосква, Ж - 35, РаушсП Патент, г. Ужгоро чаков Редактор И. НиколайчукЗаказ 557/47ВНИИ. Билак КорректорПодлисноемитета СССРоткрытийая наб., д. 4/5ул. Проектная,113035,лиал ПП йапряжения на нем, т. е. разность потенциалов между диафрагмой 5 и анодом 4, поэтому разряд распространяется и на этот промежуток. Это облегчается тем, что через отверстие диафрагмы 5 в промежуток диафрагма 5 - анод 4 проникают заряженные5 частицы плазмы разряда, уже горящего между катодом 7 и диафрагмой 5, что способствует инициированию разряда в анодном промежутке при том же относительно невысоком напряжении, Сопротивление нагревшегося позистора 10 очень велико (например при 120 С более 10 в Ом), поэтому позистор 10 перестает влиять на характер разряда в устройстве, так как ток через позистор 10, по сравнению с анодным током, пренебрежительно мал. После зажигания разряд горит между анодом,4 и катодом 7 через отверстие диафрагмы 5. Температура позистора 10 в дальнейшем поддерживается за счет тепла, выделяемого разрядом, так как позистор 1 О установлен внутри оболочки 1 в зоне, обеспечивающей его оптимальную температуру, но вне зоны разряда.После зажигания разряда включается переключатель 15, при этом между диафрагмой 5 и катодом 7 прикладываетея дополнительное поле, тормозящее электроны, поэтому усиливаются процессы возбуждения атомов рабочего газа, и яркость излучения дополнительно повышается. Соотношение величин сопротивлений резисторов 11 и 12 должно быть порядка 10, шунтирующее действие позистора 1 О на работе устройства не сказывается, так как по сравнению с сопротивлением балласта лампы около 10 з Ом сопротивление нагретого познстора более 1 Ов Ом, можно считать пренебрежительно малым. В то же время, для двухстадийного зажигания предложенной лампы не требуется высокое напряжение даже при малом диаметре отверстия диафрагмы,5, поэтому указанный диаметр можно уменьшить до 0,3-0,5 мм, При этом яркость излучения увеличивается в 1,5 раза и более по сравнениюс аналогичными устройствами при диаметре отверстия диафрагмы 2-3 мм. Этот эффект достигается без ухудшения надежности устройства, так как при зажигании катод не подвергается бомбардировке ионами, ускоренными в высоковольтном поле, и интенсивное распыление его активного слоя отсутствует.Предложенное устройство зажигается при напряжении, незначительно превышающем рабочее, поэтому устройство зажигания и питания упрощается. Возможность уменьшения диаметра отверстия диафрагмы в 5-10 раз по сравнению с известным устройством позволяет за счет большей концентрации разряда повысить яркость оптического излучения не менее чем в 1,5 раза. Этот эффект достигается при сохраненич надежности устройства, так как исключается возможность ухудшения при зажигании эмиссионной способности катода, благодаря устранению высоковольтного процесса зажигания.