Газоразрядная лампа
Иллюстрации
Реферат
Союз Ceeercee
Соцнапистнчвааа
Респубпнк
)<в 714547
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬ СТВО! (61) Дополнительное н .авт. свид-ву—
{22) Заявлено 27.09.76 (21) 2406459/24-07 (5!) М. Кл.е
Н 01 J 61/10
G 0l J 3/!О с присоединением заявки №вЂ”
Гоеударатеенньй немнтет
СССР нн делам нэебретеннй н етнрапнй (23) Приоритет 20 О! 75
Опубликовано 05.03.80. Бюллетень ¹ 5 (53) УДК 62!.327 (088,8) Дата опубликования описания 15.02.80
H.. Ф. Лазарев (72) Автор изобретения. (7l) Заявитель (54) ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ЛАМПА
Изобретение касается:получения светового излучения в частности газоразряднйх источников света с принудительным суже- нием канала разряда.
Известна газоразрядная лампа (1).
Из известных ламп наиболее близкой па технической сущности является лампа; содержащая колбу, катод и анод и размещенные между ними диафрагмы с отверстиями, предназначенными для фильтрации плазмы 12).
Эффективность этой лампы мала из-за малой энергии электронов в плазме газового разряда.
Целью изобретения является повышение эффективности лампы в работе.
Для этого в газоразрядной лампе, содер- ц жащей катод, анод и установленные между" ними диафрагмы с.отверстиями, каждая нз диафрагм выполнена с толщиной, меньшей диаметра круга, площадь которого равна площади поперечного сечения отверстия, диафрагмы установлены так, что расстояния между обращенными одна к другой поверхностями не более пятикратного значения диаметра упомянутого круга.
Ограничение длины канала отверстия диафрагмы и расстояния между диафрагма-" ми указанными условияМи, позволяет осуществить последовательное- каскадное ускорение электронов в двойных электрических слоях, образующих у отверстия каждой диаф- . рагмы с катодной стороны. Электроны; ускоренные в двойном электрическом слое, образованном у отверстия какой-либо из диафрагм, долетают без существенных потерь до . двойного электрического слоя, образованного у отверстия диафрагмы н дополнитель-но ускоряются a íåì, îáîãàùàÿ излучающую плазму электронами с более высокой энергией, чем энергия электронов, ускоренных только в одном электрическом слое.
На чертеже схематически. изображена конструкция лампы.
Лампа имеет колбу 1, окно для выхода излучения 2, анод 3 с отверстием, катод 4, диафрагмы 5 с отверстием а>, разделяющие объем колбы на камеры.
Лампа может быть иэготовлена в двух вариантах: колба 1 и диафрагма 5 могут быть изготовлены как из электроизолирующего материала, так и из металла, причем
714547 диафрагмы могут быть йзолированными от
-колбы 1 и друг от друга. Для лучшего их охлаждения они могут быть изготовлены из металла и апрессовайы в металлическую колбу I. В том и другом случае рабочие параметры лампы существенно не изменяются. $
Для увеличения мощности лампы целесооб разно использовать случай, когда металлические диафрагмь. 5 запрессованы в металлическую колбу .I.
Лампа работает следующим образом.
При подключении к аноду 3 и катоду 4 йсточйика" электрического тока, между анодом 3 и катодом 4, благодаря наличию газа в колбе 1„ протекает электрический ток.
В области отверстий «а» в диафрагмах 5 ка нал разряда сужается и с катодной стороны указанных отверстий возникают яркосветящиеся плазменные образования сферической формы, выпуклостью обращенные к катоду. Плазменные образования являются следствием двойного электрического слоя, 29 возникающего у отверстия диафрагмы и покрывающего светящееся плазменное образование: Электроны плазмы газового разря да попадая в область двойного электрическо гб слоя, ускоряются в нем, затем часть уско- ренных электронов еще ускоряются в после- N дующих двойных электрических слоях, распо- . ложенных с анодной стороны от двойного электрического слоя.
Таким образом, в лампе используется «овый способ ускорения электронов в плазме газового разряда. Обогащение плазмы электронами с повышенной энергией вызы " ВЪй увеличение светового потока лампы и изменяет его спектральный состав.
Поскольку двойной электрической слой имеет выпуклую форму и обладает фокуси- 3$ рующим действием на электроны, целесообразно расстояние между диафрагмами и тол-. щину диафрагм выбирать не только из расчета среднего свободного пути электрона в
" газе, но также с учетом особенности фокусировки электронов двойным электрическим слоем.
Практически наибольшее фокусирующее действие двойного электрического слоя наблюдаегся на расстоянии от кромки отверс- 4 тия диафрагмы, расположенной с катодной стороны не более, чем диаметр или ширина отверстия диафрагмы; на большем чем указанное расстояние, плотность ускоренных электронов уменьшается и на расстоянии, соответствующем пяти диаметрам или ширины отверстия диафрагмы, она становится минимальной.
Расстояние от границы двойного элект- ... рического слоя, на котором в основном проис-. ходит фокусирование электронов, зависит от формы поверхности указанной границы, которая в свою очередь зависит от диаметра отверстия диафрагмы. Практически, указанное расстояние от границы двойного электрического слоя в сторону анода не превышает значения диаметра, а на большем расстоянии, происходит рассеяние мектронов, Поэтому длина канала отверстия диафрагмы не должна превышать значение диаметра или ширины отверстия диафрагмы, а должна бить минимально возможной с целью уменьшения потерь фотонов и электронов, а также с целью уменьшения падения напря- жения на разряде лампы. Целесообразно использовать диафрагмы из тугоплавких материалов толщиной не более 0.1мм, Лампа может быть изготовлена также с изолйрованными друг от друга диафрагмами 5 и электрическими выводами от них через колбу 1. Это позволит изменять количество двойных электрических слоев путем электрического соединения одной или нескольких диафрагм 5 с анодом 3. Такое переключение позволит изменять световой поток лампы и спектральный состав ее излучения за счет йзменения количества плазменних образований и изменения количества ускоренных групп Электронов, а следовательно, за счет изменения энергии электронов в плазме газового разряда лампы.
Ожидаемый технико-экономический эффект указанной лампы заключается в увеличении эффективности работы ламиы и в том, что,с помощью простого нового способа ускорения электронов в плазме газового разряда, не требующего дополнительно . спецйальных устройств для обогащения плазмы электронами с повышенной энергией, можно создать лампу с мощным световым потоком со спектральным составом широкого диапазона. Кроме того, можно создать лампу с управляемым световым потоком и его спектральным составом.
Формула изобретения
Газоразрядная лампа, содержащая колбу с окном для выхода Излучения, герметично-установленные в ией катод, анод с отверстием со стороны окна и размещенные между ними вдоль оси колбы диафрагмы со сквозными отверстиями, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности работы лампы, каждая из диафрагм выпол нена с толщиной, меньшей диаметра круга, йлощадь которого равна площади поперечногсг сечения отверстия, и диафрагмы установлены так, что расстояние между обращенными одна к другой поверхностями диафрагм меньше пятикратного значения диаметра упомянутого круга.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
I. Авторское свидетельство СССР № 414654, кл. Н 01 3 61/10, 1970.
2. Патент США № 3546521, кл. 313 — 192, 970.
714547
Редактор И. Алыеева
Заказ 9306/66 1
Составитель В. Горяинова, Teapei K. Шуфрич 3(орректор Корректор N. Шарсти тираж 844 rloAINKNee
ЦНИ И ПИ Государстаеииото комитета СССР по делан изобретений и открытий
l l30S5, Москва, Ж вЂ” 36, Рауиккая иаб., д. 4/6
Филиал ППП «Патеитэ, r. Ужгород, ул. Проектная, 4