Способ получения ик-излучения

 

Использование: в источниках света, излучающих в ИК-области спектра. Сущность изобретения: формируют газовый разряд в атмосфере ксенона при сверхвысоком давлении, температуру разряда повышают путем формирования катодного пятна при токе 150 - 200 А. ИК-излучение катодного пятна пропускают через окно из материала с коэффициентом пропускания τ>0 при λ>2.5мкм. Материал катода выбирают с работой выхода не менее 3 эВ и охлаждают катод до температуры его рабочей поверхности, не превышающей 1273 К. 1 табл.

Изобретение относится к светотехнике, а именно к источникам излучения в ИК-области спектра.

Известен способ получения ИК-излучения, включающий формирование газового разряда на воздухе между двумя угольными электродами [1] .

Недостатком этого способа является низкая интенсивность ИК-излучения, обусловленная температурой в кратере анодного угля, не превышающей 3800 К.

Известен способ получения ИК-излучения, включающий формирование газового разряда в атмосфере ксенона при сверхвысоком давлении в баллоне из кварцевого стекла [2] .

Недостатком этого способа является низкая интенсивность излучения в длинноволновой ( λ≥2,5 мкм) области спектра, обусловленный отсутствием пропускания кварцевым стеклом излучения с λ≥2,5 мкм и относительно низкой температурой разряда (6000 К).

Целью предложенного способа является повышение интенсивности ИК-излучения при λ≥2,5 мкм.

Цель достигается в способе получения ИК-излучения, включающем формирование газового разряда в баллоне в атмосфере ксенона при сверхвысоком давлении, тем, что повышают температуру разряда путем формирования катодного пятна при токе 150-200 А, пропускают ИК-излучение катодного пятна через окно из материала с коэффициентом пропускания τ > 0 при λ≥2,5 мкм, при этом материал катода выбирают с работой выхода менее 3 эВ и охлаждают катод до температуры его рабочей поверхности, не превышающей 1273 К.

Для изготовления катода брали чистый вольфрам с работой выхода 4,6 эВ, охлаждали его с помощью воды до температуры его рабочей поверхности ≈ 1073 К, формировали газовый разряд в лампе в атмосфере ксенона при рабочем давлении ≈ 21 атм и токе ≈ 150 А. При этом на рабочей поверхности катода получали катодное пятно с температурой разряда ≈ 10000 К. Затем излучение катодного пятна пропускали через окно из специальной керамики с коэффициентом пропускания τ = 0,8 при λ≥2,5 мкм.

Как показали анализ и обобщение проведенных экспериментальных исследований, поставленная цель достигается только при одновременном осуществлении всех существенных признаков. Это подтверждается вариантами примеров практического выполнения заявленного способа, которые приведены в таблице 1. Интенсивность излучения определяли по энергетической яркости в относительных единицах (В отн. ). Анализ таблицы показывает следующее.

При использовании материала катода с работой выхода менее 3 эВ катодное пятно не удается сформировать даже при температуре катода ≈ 1173 K и токе 150 А, поэтому удается увеличить интенсивность излучения при λ≥2,5 мкм по сравнению с прототипом только за счет пропускания излучения окном из специальных материалов; использование материала катода с работой выхода ≈ 3 эВ при токе 150 А приводит к появлению катодного пятна малых размеров, поэтому интенсивность излучения в сравнении с первым вариантом примера увеличивается только в 1,3 раза; использование материала катода с работой выхода более 3 эВ позволяет сформировать устойчивое катодное пятно, размеры которого зависят от тока в диапазоне 150-200 А. В этом случае интенсивность ИК-излучения увеличивается многократно (в 8-10 раз) по сравнению с первым вариантом примера; при токе более 200 А не удается за счет охлаждения снизить температуру катода до величин, не превышающих 1273 К, поэтому разряд переходит в режим работы без катодного пятна и интенсивность излучения соответствует таковой при температуре разряда ≈ 6000 K.

Использование предложенного способа по сравнению с существующими позволяет многократно повысить интенсивность ИК-излучения при λ≥ 2,5 мкм. (56) Усольцев И. Ф. Основы инфракрасной техники. - М. : 1987, с. 35-38.

Рохлин Г. Н. Газоразрядные источники света. - М. -Л. : Энергия, 1966, с. 449-469 (прототип).

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИК-ИЗЛУЧЕНИЯ, включающий формирование газового разряда в баллоне в атмосфере ксенона при сверхвысоком давлении, отличающийся тем, что повышают температуру разряда путем формирования катодного пятна при токе 150 - 200 А, пропускают ИК-излучение катодного пятна через окно из материала с коэффициентом пропускания τ>0 пpи λ ≥ 2,5 мкм, при этом материал катода выбирают с работой выхода не менее 3 эВ и охлаждают катод до температуры его рабочей поверхности, не превышающей 1273К.

РИСУНКИ

Рисунок 1