Електророзрядна селективна ексимерна лампа з випромінюванням у синій області спектра

Електророзрядна селективна ексимерна лампа з випромінюванням у синій області спектра, що містить систему електродів, об'єм з робочою сумішшю парів дийодиду ртуті з буферним газом, основними робочими хвилями якої є випромінювання молекули монойодиду ртуті Hgl на В-Х -переході в синій області спектра з максимумом при довжині хвилі 444нм, яка відрізняється тим, що об'єм з робочою сумішшю обмежено кварцовою трубкою, яка зварена в торцях, а в системі електродів застосовано два коаксіально розміщені електроди, причому один із них знаходиться всередині трубки, а другий - на ЗОВНІШНІЙ поверхні трубки, при цьому частота повторення імпульсів випромінювання дорівнює 12000Гц, а середня потужність у синій області спектра випромінювання становить 82 Вт з коефіцієнтом корисної дії 25% Винахід відноситься до газорозрядної електроніки, світлотехніки і може використовуватись для накачки твердотільних і рідинних лазерів, в біотехнологм, агрофізиці та медицині Відоме ексимерне джерело випромінювання видимого діапазону у синій області спектру на системі молекулярних смуг НдГ (перехід В-Х) з максимумом випромінювання на довжинах хвиль 443 і 444нм, яке збуджується у плазмі на суміші парів дийодиду ртуті (Hgb), гелію та азоту поперечного електричного розряду з фотоіонізацією при дисоціації молекул Hgb [1] Недоліком відомого джерела є те, що застосування поперечного електричного розряду з фотоіонізацією ускладнює та робить громіздким джерело Окрім того, в джерелі досягаються малі значення енергії випромінювання (ЗмДж) та ККД (6-103%) Прототипом до запропонованої ексимерної лампи є джерело випромінювання, яке вміщує систему електродів, об'єм з робочою сумішшю, яке збуджувалось тривалим (10-15мкс) широкосмуговим випромінюванням поверхневого розряду з ЛІНІЙНО стабілізованим іскровим каналом [2] Генерація здійснювалась на В Е и / ^ - Х Еи/о переходах молекул НдГ, які утворювались з ВИХІДНИХ молекул НдЬ в результаті фотодисоціацм під дією короткохвильового УФ випромінювання Максимум випромінювання спостерігався в синій області спектру при довжинах хвиль я, рівних 444, 443 та 442нм Енергія в імпульсі випромінювання дорівнювала 0,1Дж, тривалість імпульсу випромінювання дорівнювала 2,5-Змкс Максимальна частота повторення імпульсів дорівнювала 0,1 Гц СПІЛЬНІ суттєві ознаки прототипу і винаходу джерело випромінювання видимого діапазону, яке вміщує систему електродів, об'єм з робочою сумішшю парів дийодиду ртуті з буферним газом, основними робочими хвилями якого є випромінювання молекули монойодиду ртуті Hgl на В-Х переході в синій області спектру з максимумом при довжині хвилі 444нм Відомий пристрій має недолік Максимальна частота повторення імпульсів обмежується часом відновлення електричної МІЦНОСТІ міжелектродного проміжку поверхневого розряду і не може перевищувати 100 Гц [2] Завданням винаходу є збільшення частоти повторення розрядних імпульсів лампи та застосування в ексимерній лампі видимого діапазону, що випромінює в синьому спектральному діапазоні, розрядної системи на основі розряду через діелектрик Поставлена задача досягається таким чином, що електророзрядна селективна ексимерна лампа (О 62742 з випромінюванням у синій області спектру, що містить систему електродів, об'єм з робочою сумішшю парів дийодиду ртуті з буферним газом, основними робочими хвилями якої є випромінювання молекули монойодиду ртуті Hgl на В-Х - переході в синій області спектру з максимумом при довжині хвилі 444нм у якої, згідно винаходу, об'єм з робочою сумішшю обмежено кварцовою трубкою, яка зварена в торцях, а в системі електродів застосовано два коаксіально розміщені електроди, причому один із них знаходиться всередині трубки, а другий на ЗОВНІШНІЙ поверхні трубки, при цьому частота повторення імпульсів випромінювання дорівнює 12000Гц, а середня потужність у синій області спектру випромінювання становить 82Вт з коефіцієнтом корисної дії 25% Перевагами запропонованої електророзрядної ексимерної лампи синього спектрального діапазону над прототипом є збільшення частоти слідування розрядних імпульсів до 12000Гц, використання розряду через діелектрик На фіг 1 а, б наведена конструкція ексимерної лампи в повздовжньому та поперечному розрізі Ексимерна лампа для синьої області спектру складається з кварцової трубки 1 довжиною 200мм, яка зварена в торцях ЗОВНІШНІЙ І внутрішній діаметри трубки складають 34мм і 30мм, ВІДПОВІДНО Всередині її по осі розміщено електрод 2 круглого перерізу діаметром 4мм Для вводу З використано електрод ртутної лампи ДРТ-240, який вварено в торцеву поверхню трубки таким чином, щоб забезпечити контакт з електродом 2 На ЗОВНІШНІЙ поверхні трубки 1 закріплювалася сітка 4 з коефіцієнтом пропускання випромінювання 72% Для відкачки і напуску газів у бокову поверхню кювети вварювався патрубок 6 із кварцового скла, всередині якого є капіляр діаметром близько 1мм, який служить для зменшення виносу парів дийодиду ртуті із кювети в систему відкачки Товщина розрядної області 5 і довжина горіння об'ємного розряду складають 13мм і 200мм, ВІДПОВІДНО Випромінювання виводиться із газорозрядної кювети нормально до поверхні зовнішньої кварцової трубки Ексимерна лампа видимого діапазону працює наступним чином у попередньо відкачану через 1 капіляр 6 до тиску 10 Па розрядну трубку 1, в якій містився порошок дийодиду ртуті у КІЛЬКОСТІ 60мг, напускали 100-200кПа гелію При збудженні робочої суміші в розрядній області 5 бар'єрним розрядом імпульсна напруга величиною 22,5кВ, при частоті слідування імпульсів накачки 12кГц, прикладалася між електродом 2 і сіткою 4, висока на пруга подавалась на внутрішній електрод 2 через ввод 3, а сітка 4 була заземлена В плазмі на основі суміші Hgb/He відбувається дисоціативне збудження дийодиду ртуті електронами розряду, в результаті реакції H g l 2 + e ^ H g l ( B ) + Br + e утворюються ексимерні молекули НдГ, які спонтанно переходять в основний X стан з висвічуванням системи смуг з максимумом при довжині хвилі х рівній 444нм (В-Х перехід) Робочою поверхнею лампи служить та частина бічної поверхні розрядної трубки, яка покрита сіткою Збільшення тиску гелію до 180кПа для суміші Hgb/He приводить до зростання середньої потужності випромінювання на 80% порівняно із значенням при тиску гелію рівному 120кПа Середня потужність випромінювання з усієї бічної поверхні лампи становить 82Вт, при значенні коефіцієнта корисної дії по відношенню до вкладеної потужності 25%, при частоті слідування імпульсів накачки 12000Гц, імпульсній напрузі 22,5кВ, парціальному тиску гелію 180кПа, довжині трубки 200мм, діаметром 34мм Ефективність винаходу визначається тим, що порівняно з прототипом підвищена частота повторення імпульсів випромінювання в 120000 разів (від 0,1 ГЦ ДО 12000ГЦ), підвищена середня потужність випромінювання в 8000 разів, підвищено коефіцієнт корисної дм в 25 разів Вона може бути підвищена при збільшенні частоти повторення імпульсів накачки і напруги на електродах Винахід може бути використаний для практичного використання у біотехнологм, агрофізиці, для більш ефективного управління фотосинтезом, ростом, розвитком рослин і водоростей, при проведенні наукових досліджень з квантової електроніки, для накачки твердотільних і рідинних лазерів та в медицині Джерела інформації 1 Гаврилова Ю Е , Зродников В С , Клементов А Д , Пососонный А С Эксимерный Hgl* - лазер, возбуждаемый электрическим разрядом // Квантовая электроника 1980 Т7, №11 С2495-2497 2 Бажулин С П , Бугримов С Н , Камруков А С , Кашников Г Н , Козлов Н П , Овчинников П А , Опекай А Г , Орлов В К , Протасов Ю С Синезеленые лазеры на парах галогенидов ртути с широкополосным оптическим возбуждением // Тезисы докладов XII Всесоюзной конференции по когерентной и нелинейной оптике 1985 Ч 2 С 713-714 (прототип) 62742 Комп'ютерна верстка М Мацело Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119