Багатохвильова електророзрядна лампа синьо-зеленого та інфрачервоного спектрального діапазону випромінювання

Багатохвильова електророзрядна лампа синьо-зеленого та інфрачервоного спектрального діапазону випромінювання, що вміщує систему електродів, об'єм з робочою сумішшю парів дийодидута диброміду ртуті з буферним газом, основними робочими хвилями якого є випромінювання молекул монойодиду та моноброміду ртуті Hgl та НдВг на В-Х - переході з максимумом при довжинах хвиль 443, 444, 502, 504нм, яка відрізняється тим, що робоча суміш парів дийодиду ртуті та диброміду ртуті з буферним газом додатково, як добавку, містить ксенон, а додатковими робочими хвилями є лінії на довжинах 546нм атома ртуті на переході 7s3Si-6p3P2° та на довжині 823нм атома ксенону (Хе) на переході 6s[3/2]2°-6p[3/2]2, а робочий об'єм 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 Винахід відноситься до газорозрядної електроніки, світлотехніки і може використовуватись для накачки твердотільних і рідинних лазерів, в біотехнологм, агрофізиці та медицині Відоме ексимерне джерело спонтанного випромінювання видимого діапазону на системі молекулярних смуг НдВг* (перехід В-Х) з максимумом випромінювання на довжині хвилі X рівній 502нм, яке збуджується при фото дисоціації парів НдВгг світлом неперервної ксенонової лампи, попередньо пропущеним через монохроматор [1] значення енергії випромінювання (ЗмДж) та ККД (6 10 3%) Прототипом до запропонованої 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 [3, 4] Генерація Недоліком відомого джерело є те, що оптична накачка молекул моноброміду ртуті ксеноновою лампою з використанням монохроматора ускладнює та робить громіздкою експериментальну установку Відоме ексимерне джерело випромінювання видимого діапазону на системі молекулярних смуг Hgl* (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 [2] Недоліком відомого джерело є те, що застосування поперечного електричного розряду з фотоіонізацією ускладнює та робить громіздким джерело Окрім того в джерелі досягаються малі здійснювалась на В 2 Si"/2 -X 2 S i / 2 + CO переходах молекул Hgl та НдВг, які утворювались з ВИХІДНИХ молекул НдЬ і НдВгг в результаті фото дисоціації під дією короткохвильового УФ випромінювання Максимум одночасного випромінювання спостерігався при довжинах хвиль X рівних 443 і 444 та 502 і 504нм Енергія в імпульсі випромінювання дорівнювала 0,5-0,1 Дж, тривалість імпульсу випромінювання була рівна 2,5-Змкс Максимальна частота повторення імпульсів дорівнювала 0,1 Гц СПІЛЬНІ суттєві ознаки прототипу і винаходу джерело випромінювання синьо-зеленого спектрального діапазону випромінювання, яке вміщує систему електродів, об'єм з робочою сумішшю парів дийодиду та диброміду ртуті з буферним газом, основними робочими хвилями якого є випромінювання молекул монойодиду та моноброміду ртуті (Hgl) та (НдВг) на В-Х - переході з максимумом при довжинах хвиль (443, 444, 502, 504)нм (О Відомий пристрій має недолік Немає випромінювання в інфрачервоному спектральному діапазоні, максимальна частота повторення імпульсів обмежується часом відновлення електричної МІЦНОСТІ міжелектродного проміжку поверхневого розряду і не може перевищувати 100Гц [3, 4] Завданням винаходу є розширення спектрального діапазону випромінювання, збільшення частоти повторення розрядних імпульсів лампи та покращення енергетичних характеристик в багатохвильовій електророзрядній лампі синьо-зеленого та інфрачервоного спектральних діапазонів випромінювання за рахунок застосування розрядної системи на основі розряду через діелектрик та введення до складу суміші ще одної компоненти, а саме газу ксенону Поставлена задача досягається таким чином, що багатохвильова електророзрядна лампа синьозеленого та інфрачервоного спектрального діапазону випромінювання, що вміщує систему електродів, об'єм з робочою сумішшю парів дииодидута диброміду ртуті з буферним газом, основними робочими хвилями якого є випромінювання молекул монойодиду та моноброміду ртуті (Hgl) та (НдВг) на В-Х - переході з максимумом при довжинах хвиль (443, 444, 502, 504)нм, в якої, згідно винаходу, робоча суміші парів дийодиду ртуті та диброміду ртуті з буферним газом додатково, як добавку, містить ксенон, а додатковими робочими хвилями є лінії на довжинах 546нм атому ртуті на переході 7 s S 1 -6p 3 P° та на довжині 823нм атому ксенону (Хе) на переході 6s[3/2^ -6р[з/2]2, а робочий об'єм 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 Перевагами запропонованої багатохвильової електророзрядної лампи синьо-зеленого та інфрачервоного спектрального діапазону випромінювання над прототипом є збільшення частоти слідування розрядних імпульсів, одночасне випромінювання в видимому та інфрачервоному спектральному діапазоні з довжинами хвиль 443нм, 444нм, 502нм, 504нм і 823нм, використання розряду через діелектрик На фіг 1а, 16 наведена конструкція лампи в повздовжньому та поперечному розрізі Багатохвильова електророзрядна лампа синьо - зеленого та інфрачервоного спектрального діапазону випромінювання складається з кварцової трубки 1 довжиною 200мм, яка зварена в торцях ЗОВНІШНІЙ І внутрішній діаметри трубки складає 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 ~1мм, який служить для зменшення виносу парів дийодиду ртуті із кювети в систему відкачки Товщина 62743 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 На фіг 2 наведено спектр випромінювання багатохвильової електророзрядної лампи синьозеленого та інфрачервоного спектрального діапазону випромінювання при довжинах хвиль 443нм, 444нм, 502нм, 504нм і 823нм Багатохвильова електророзрядна лампа синьо-зеленого та інфрачервоного спектрального діапазону випромінювання працює наступним чином у попередньо відкачану через капіляр 6 до 1 тиску 10 Па розрядну трубку 1, в якій містився порошок дийодиду та диброміду ртуті, в КІЛЬКОСТІ по 60мг кожного, напускали ксенон до парціального тиску 1 -ЗкПа та гелій до парціального тиску 100200кПа При збудженні робочої суміші в розрядній області 5 бар'єрним розрядом імпульсна напруга величиною ЗОкВ, при частоті слідування імпульсів накачки 5кГц, прикладалася між електродом 2 і сіткою 4, висока напруга подавалась на внутрішній електрод 2 через ввід 3, а сітка 4 була заземлена В плазмі на основі суміші НдЬ/НдВгг/Хе/Не відбувається дисоціативне збудження дииодидута диброміду ртуті електронами розряду, в результаті реакції НдІ2 + е -^ НдІ(В) +1 + є , утворюються ексимерні молекули НдГ, які спонтанно переходять в основний X стан з висвічуванням системи смуг з максимумом при довжині хвилі X рівній 443нм, 444нм (В-Х перехід), а також в результаті реакції НдВг2 + е -^НдВг(В)+Вг + е утворюються ексимерні молекули НдВг*, які спонтанно переходять в основний X стан з висвічуванням системи смуг з максимумом при довжині хвилі X рівній 502-504нм (В-Х перехід) Відбувається дисоціативне збудження атомів ртуті (Нд) та спостерігається випромінювання на ДОВЖИНІ хвилі X, рівній 546нм (перехід 7s S 1 -6p 3 P°) за рахунок дисоціації електронами розряду молекул монойодиду та моноброміду ртуті Окрім того, в цій плазмі відбувається збудження атомів ксенону електронами розряду, які випромінюють на довжині хвилі X рівній 823нм, переході 6s[3/2^ -6р[з/2] 2 Робочою поверхнею лампи служить та частина бічної поверхні розрядної трубки, яка покрита сіткою Збільшення парціального тиску гелію до 180кПа в суміші НдЬ/НдВгг/Хе/Не приводить до зростання середньої потужності випромінювання на 80% порівняно із значенням при парціальному тиску гелію рівному 120кПа Середня потужність випромінювання з усієї бічної поверхні лампи становить 45Вт при значенні коефіцієнта корисної дії по відношенню до вкладеної потужності 30%, при частоті слідування імпульсів накачки 5000Гц, імпульсній напрузі ЗОкВ, парціальному тиску гелію 180кПа, довжині трубки 200мм, діаметром 34мм Ефективність винаходу визначається тим, що порівняно з прототипом підвищено частоту повторення імпульсів випромінювання в 5000 разів (від 0,1 Гц до 5000Гц), підвищено середню потужність 62743 випромінювання в 4500 разів, підвищено коефіцівозбуждаемый электрическим разрядом // Квантовая электроника 1980 Т7, №11 С 2495-2497 єнт корисної дм в ЗО разів Вона може бути підвищена при збільшенні частоти повторення імпульсів 3 Бажулин С П , Бугримов С Н , Камруков А С , Кашников Г Н , Козлов Н П , Овчинников П А , накачки і напруги на електродах лампи Опекай А Г , Орлов В К , Протасов Ю С СинеВинахід може бути використаний для практичзеленые лазеры на парах галогенидов ртути с ного використання у біотехнологм, агрофізиці, для широкополосным оптическим возбуждением // більш ефективного управління фотосинтезом, роТезисы докладов XII Всесоюзной конференции по стом, розвитком рослин і водоростей, при провекогерентной и нелинейной оптике 1985 Ч 2 денні наукових досліджень з квантової електроніС 713-714 (прототип) ки, для накачки твердотільних і рідинних лазерів 4 Бажулин С П , Басов Н Г , Бугримов С Н , та в медицині Зуев В С , Камруков А С , Кашников Г Н , Козлов Джерела інформації Н П , Овчинников П А , Опекай А Г , Протасов Ю С 1 Бажулин С П , Басов Н Г , Зуев В С , Леонов Трехцветный молекулярный лазер видимого диаЮ С , Стойлов Ю Ю Генерация на X = 502нм при пазона на парах ртути с широкополосной оптичесдлительной световой накачке паров НдВгг // Кванкой накачкой//Квантовая электроника 1986 Т13, товая электроника 1978 Т5, №3 С 684-686 №7 С 1515-1517 (прототип) 2 Гаврилова Ю Е , Зродников В С , Клементов А Д , Пососонный А С Эксимерный НдГ - лазер, І Г, Ь Комп'ютерна верстка Н Лисенко 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