Импульсная газоразрядная лампа

ИТЬ 11бкбтс -О П Я Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Сфез Сфввтских Социалистических Реслублик,786693 К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ(5)М. Кл. с присоединением заявки йо Н 01 3 61/80 Н 01 3 61/90 Н 01 5 3/092 осударствеииый комитет СССР яф дедам изобретений и открытийДата опубликования описания 070981(71) Заявитель Ордена Ленина Физический институт им. П.Н, Лебедева(54) ИМЛУЛЬСНАЯ ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ЛАМПА Изобретение относится к импульсныМ источникам ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучения, в частности к импульсным газоразрядным лам 5 пам высокой мощности и короткой длительности вспышки.Изобретение может быть использовано в лазерах в качестве источника оптической накачки твердых, жидких нли газообразных сред, в устройствах,использующих процессы Фотолиза и Фотосинтеза веществ, в аппаратах Флуоресцентного анализа веществ и других приборах, где необходимы источники излучения высокой мощности и короткой длительности вспышки.Известна газоразрядная система бегущей волны, в которой электрический разряд осуществляется в направлении, перпендикулярном продольной оси 2 О камеры между двумя протяжвннщии электродами, располокениюе параллельно оси камеры, которые снабжены игольчатыми выступами и присоединены к обкладкам высоковольтной линии передачи 11.Электрический разряд, локализованный в каждый момент времени в малой области электродов, со временем перемещается вдоль разрядной камеры. Кювв-ЗО та с активной средой лазера расположена сбоку от разрядной камеры 1Недостатки укаэанной разрядной системы следующие; во-первых, кювета с активной средой освещается лишь с одной стороны, т.е. существенно неоднородно, во вторых, из-за наличия игольчатых выступов на электродах разряд концентрируется главным образом в виде шнуров между игольчатыми выступами, что приводит к неоднородному и слабому освещению кюветы, в-третьих, значительная зрозия материала игольчатых выступов во время разряда приводит к загрязнению газа в разрядном промежутке и сокращает долговечность электродов.Наиболее близкой к заявляемому объекту по технической сущности и достигаемому эФфекту является импульсная коаксиальная лампа, содержащая корпус в виде цилиндрической трубки из прочнрго электрОИЗОЛяЦИОН- ного материала, Внутри корпуса и соосяо с ним размещена цилиндрическая кювета в виде трубки иэ оптически прозрачного материала, закрытой торцовыми окнами. Кювета предназначена для заполнения активной средой лазе. ра или другим веществом, подвергавщимся воздействию излучения лампы,Диаметры корпуса и кюветы подобранытак, что между ними существует узкийкольцевой зазор. Торцы кольцевого зазора закрыты металлическими электродами в виде колец, которые с внешней стороны соединены с первой и второй токоподводящими пластинами, плотно лрилегающими к корпусу с цельюуменьшения индуктивности, Кольцевойзазор заполнен рабочим газом и в нем 1 Оосуществляется электрический разрядмежду электродами в направлейии,параллельном продольной оси лампы.Разряд равномерно заполняет кольцевой зазор и образует цилиндрическую излучающую оболочку вокруг кюветы (2,Однако недостатком прототипа является то, что увеличение электрическойэнергии разряда вызывает увеличениеего.длительности. Действительно, призаданных геометрических размерах лам Опы существует предельная электрическая энергия, при превышении которойлампа разрушается. Поэтому дальнейшееувеличение энергии разряда лампы возможно лишь путем увеличения ее геометрических размеров, и в первую оче. редь, ее длины.Цель изобретения - увеличениеэнергии электрического разряда присохранении короткой длительности све- отового импульса коаксиальных газоразрядных.ламп.Поставленная цель достигается тем,что в известной импульсной коаксиальной лампе, содержащей корпус, коаксиально расположенную внутри негокювету, кольцевой зазор между которыми заполнен рабочим газом, электроды, размещенные в кольцевом зазоре,и соединенные с ними токоподводящиепластины, которые прилегают к корпу Осу, электроды выполнены в виде протяженных пластин и расположены вдольоси лампы с диаметрально противоположных сторон,Другим отличием является крепление электродов к корпусу с помощьюметаллических выводных штырей, пропущенных через отверстия в корпусе иснабженных герметизирующим.уплотнением. 50Кроме того, лампа отличается тем,что снабжена приспособлением длянапуска рабочего газа в кольцевойзазор через отверстия в выводных шты"рях,. установленных на токоподводящейпластине.Также отличительной чертой изобретения является выполнение электродов.секционированными но длине из набОра унифицированных элементов.На фиг. 1 показана конструкция бо.лампы с двумя электродами, снабженными выводными штырями, на фиг. 2тоже, поперечнье сечение (показано соединение токоподводящих пластин .и приспособление для напуска рабочего газа); на .Фиг. 3 - вариант унифицированного элемента секцмонирования по длине электродов.Устройство содержит трубчатый корпус 1 из механически прочного электроизоляциовиого материала (кварца, керамики и. т.д.), внутри которого соосно с иим расположена кювета 2 в виде трубки 3 из оптически прозрачного материала, торцы которой закрыты торцовыми окнами 4. Кольцевой зазор 5 между корпусом и кюветойзаполнен рабочим газом. В случае применения лампы для возбуждения частицв твердом теле кювета 2 может бытьзаменена стержнем иэ твердого тела,Цилиндрическая Форма корпуса и кюветы в принципе не обязательна, они могут иметь, например, эллиптическуюили любую другую Форму, однако обязательно .наличие узкого зазора между нимифВ кольцевом зазоре 5 расположены протяженные металлические электроды б, которые прикреплены к корпусу 1 первой 7 и второй 8 токоподводящими пластинами, например, посредством ряда металлических выводных штырей 9, пропущенных через отверстия в корпусе. ЭЛЕктроды б не обязательно должны быть монолитными, могут быть секционированными по длине, т.е. состоять из набора унифицироваиных элементов (фиг. 3), которые плотно примыкают друг к другу, Конструкция допускает не только два, но и любое четное количество электродов в кольцевом зазоре.Торцы кольцевого зазора закрытыкольцевыми прокладками 10, которыеудерживают кювету 2 и герметизируютзазор 5. Герметизация может бытьобеспеченалибо .с помощью пластичных материалов (резина, полиэтилен, фторопласт и т.д.) либо путем пайки,сварки или склеивания деталей, Первая7 и вторая 8 токоподводащие пластиныразделены электроизоляционнцм слоем 11 и с целью уменьшения индуктивности прилегают к корпусу и друг другу. Для удобства присоединения лампы к двухполюсному источнику питания на некотором расстоянии от лампы симметричные по,овины пластины 8 соединены друг с другом рядом металлических перемычек 12, изолированных от первой пластины 7. Для заполнения кольцевого зазора 5 рабочнм газом ламПа снабжена либо патрубком, прикреплен" ным непосредственно к корпусу, либо приспособлением, включающим первый фланец 13 (фиг. 2), прикрепленный ко второй пластине 8, и второй Фла" нец 14, соединенный с патрубкам 15. Оба фланца соедИнены герметизирувщей прокладкой 16,Устройство работает следующим образом.При подаче на токоподводящие пластины 7 и 8 высокого напряжения отисточника питания (конденсатора) через коммутирующий разрядник междуэлектродами 6 возникает разность потенциалов, происходит электрическийпробой рабочего газа и Формируетсяэлектрический разряд.плазма которого равномерно заполняет кольцевой зазор 5.Электрический ток протекаетот одного электрода к другому ио нолукольцевым зазорам а направлении,перпендикулярном продольной оси лампы Излучение плазмы проникает вкювету и освещает среду, находящуюсявнутри иее, со всех сторон. Следуетотметить, что и процессе электрического разряда в газе происходит частичная эрозия материала электродов.Однако в предлагаемом, устройствеплощадь электродов значительно больше, чем у прототипа, при одинаковых 20геОметрических размерах обоих,поэтому в предлагаемом устройстве плотность тока через поверхность электродов, а следовательно, и эрозия электродов меннае. при работе лампы в импульсно-периодическом режиме рабочийгаз постепенно загрязняется продуктами эрозии электродов. и взаимодействия плазмы .разряда с поверхностьюкорпуса и кюветы. Поэтому в этом ре-жиме работы целесообразно оборудовать лампу двумя патрубками или прнспособзйннями для смены рабочего газа,Использование изобретения позво"лит увеличить мощность и энергию разряда существующих ламп с короткойдлительностью вспышки. По данномутехническому предложению в Ордена Ле-.нина физическом институте им.П.Н.Лебедева изготовлен макет лампы с двумя. электродами. Макет с длиной коль.цевого зазора 10 см и его диаметром16 мм испытан при электрической энергии до 110 Дж. Длительность импульсаультрафиолетового излучения о иолу увысоте составила 125 Н с, длительность. переднего фронта импульса поуровню от 0,1 до 0,9 максимальнойийтенсивности 53 Н с, Как видно нэ сравнения с данньвщ прототипа длиной 12 см, приведенными вьае, у испытанного макета энергня электрического Разряда в 1,2 раза и мощность разряда в 2,9 раза больше, а длительность юазулъса в. 2,4 раза н длителъность переднего Фронта в 1,8 раэ меньше. Энергия электрического разряда непы" танного макета в пять раз превысила энергию прототипа длиной 3,5 см, а дли 1 ельность пеРеднего Фронта близка к аналогичной величине прототипа (45 Н с) .Формула изобретения1. Импульсная гаэоразрядная лампа,содержащая цилиндрический корпус, коаксиально расположенную внутри негокювету, кольцевой зазор между которыми заполнен рабочим газом, электроды,размещенные в кольцевом зазоре, исоединенные с ними токоподводящиепластины,. примыкающие к корпусу иодин к другому через тонкий электро"изоляционный слой,о т л й ч а ю щ а яс я тем, что, с целью увеличенияэнергии электрического разряда,элект"роды выполнены в виде протяженныхпластин, установленных диаметральнопротивоположно вдоль оси лампы.2. Лампа по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что она снабжена герметично установленными в корпусевыводнЫми штырями, через которыеэлектроды соединены с токоподводящимипластинами.3. Лампа по пп. 1 и 2, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что штыри выполнены с отверстиями для напуска ра"бочего газа.4. Лампа по п 1, о т л н ч а ющ а я с я тем, что электроды выполнены секционированнымн по длине изнабора унифицированных элементов.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент. СЮА 9 3864643,кл. 331-94.5, 1975.2. Патент США 9 3659225,кл. 332-7,51 1974.786693. Фиг иал ППП "Пат ВНИИПИ Заказ 67 б Тираж 784 Подписное г. Ужгород, ул. Проектная