П т

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Соки Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 15.11.1971 (№ 1621635/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 23.1.1973. Бюллетень № 8

Дата опублсркования описания 27.I I I.1973

М. Кл. Н Olj 61/90

Комитет по делата иаобретений и открытий при Совете Мииистров

СССР

УДК 621.327.4 (088.8) Авторы изобретения

Ю. Г. Басов и В. В. Сысун

Заявитель

ГАЗОРАЗРЯДНЪ|й ИСТОЧНИК СВЕТА

Изобретение относится к газоразрядным источникам света, в частности импульсным лампам, предназначенным для получения многократных интенсивных световых вспышек используемых для оптической накачки активных лазерных сред, в том числе жидких сред на основе органических красителей.

Из вестны импульсные лампы, внутри трубчатой кварцевой колбы которых коаксиально размещен цилиндрический стержень, упирающийся концами в электродные узлы. Недостатками импульсных ламп подобного типа являются сравнительно низкие предельные и допустимые энергии электрического разряда особенно при эксплуатации в режиме коротких вспышек, связанные с разрушением колбы в процессе работы под действием механических и термических ударов расширяющихся потоков газоразрядной плазмы, падающих и отраженных ударных волн, а также сравнительно невысокая яркостная температура излучающей плазмы.

Целью изобретения является увеличение предельной эттергии разряда и повышение яркостной тем|пературы излучающей плазмы.

Поставленную цель достигают путем увеличения поверхности диэлектрической стенки, ограничивающей газоразрядную плазму в колбе, за счет введения в колбу по всей ее длине стержней или трубок круглого сечения из оптически прозрачного материала, механически соединенных между собой на противоположных концах диэлектрическими кольцами или колпачками, упирающимися в нерабочие

5 части электродных узлов или торцовые стенки колбы состветственно и таким образом, чтобы стержни или трубки располагались в разряд ой части колбы и примыкали по образующей своей боковой поверхностью к внутренней поверхности колбы. При этом продольная ось указанных стержней или трубок должна совпадать с продольной осью разрядной части колбы, а расстояние между стержнями или трубками в оптимальном случае, по крайней

15 мере, должно быть равно их диаметру.

Цилиндрические стержни или трубки в одном из вариантов конструкции выполняют из более тугоплавкого материала по сравнению с материалом колбы лампы. Например, 2р в колбе из стекла ЗС-5 монтируют цилиндрн еские прутки из плавленного кварцевого стекла и соединяют на противоположных концах кварцевыми кольцами или колпачками с внешним диаметром, близким к внутреннему

25 диаметру труочатой колоы.

В предложенном газоразрядном источнике света повышена удельная предельная энергия, подводимая в разряд, в результате увеличения диэлектрической поверхности, ограничи30 вающей газоразрядную плазму, за счет рас367485 пределения тепловой энергии в момент вспышки между поверхностью стенок колбы и повер:и остями цилиндрических стерженей или трубок; уменьшено ударное воздействие на стенки колбы лампы фронта радиально расширяющегося плазменного столба и ударных волн; увеличена яркостная температура слоев газоразрядной плазмы, примыкающих к внутренней поверхности колбы лампы и вносящих основной вклад в общее излучение источника света за счет многократных столкновений между собой падающих и отраженных ударных волн и потоков газоразрядной плазмы.

На фиг. 1 изображен газоразрядный источник света прямого типа, вид сбоку с частичным разрезом; на фиг. 2 — разрез по А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — газоразрядный источник света П-образного типа, вид сбоку с частичным разрезом; на фиг. 4 — схема, поясняющая работу источника света.

Показанный на фиг. 1 и 2 источник света имеет прямую трубчатую колбу 1 из кварцевого стекла, наполненную ксеноном до давления 200 — 400 л м рт. ст. Длина разрядного промежутка колбы 120 мм, диаметр разрядной камеры 11,6 л.я. В разрядной камере 2 размещены четыре цилиндрических стержня или трубки 8 с внешним диаметром 3 лм, механически соединенные между собой на противоположных концах при помощи колец 4 и б, выполненных из того же материала, что и стержни или трубки, например из кварцевого стекла.

Стержени или трубки пре дназ наче ны для увеличения диэлектрической поверхности, окружающей раз рясную камеру, на которую распределяются тепловые и механические нагрузки при работе лампы. В ножках б разрядной колбы смонтированы одинаковые по конструкции электродные узлы, каждый из которых содержит электрод 7 из торированного вольфрама, запрессованный в полый держатель 8 из ковара, который снабжен выступом для закрепления кольца 4 или 5.

Кольца также окружают рабочие электроды, упроч яя приэлектродные участки колбы и предохраняя их от воздействия высоких температур, возникающих за отраженными от электродов ударными волнами в результате торможения потоков расширяющейся плазмы.

Полый держатель 8 имеет кольцевой выступ с размещенным на нем металлическим цилиндром 9. Кольцевой зазор между ножкой колбы б и цили ндром 9 заполнении припоем 10 (олово-титан). Цилиндрическая полость 11 служит для под вода хладагента при эксплуатациями источника света в стробоскопическом режиме.

Показанный на фиг. 3 другой вариант конструкции источника света, выполненный в

П-образной разрядной колбе, отличается от описанного выше тем, что цилиндрические стержни или трубки механически соединены между собой па противоположных концах колпачками 12 и И с плоск и м д ном, уп и рающимися в торцовые стенки колбы. Колпачки

15 го

3О

65 могут быть приварены на концах трубчатой колбы, как это показано на фиг. 3, и герметизировать ее.

На фиг. 4 показан поперечный разрез разрядной камеры 2 с размещенными в ней цилиндрическими стержнями 3 и внешним электродом поджига разряда 14.

Предполагается, что на стенке колбы вблизи электрода поджига начинается разряд, в результате чего происходит образование и расширение газоразрядного шнура от,того места разрядной камеры, где расположен электрод поджига.

Расширяющийся со сверхзвуковой скоростью шнур плазмы порождает ударные волны.

Последовательное во времени прохождение радиальных ударных волн и фронтов плазмы показано полукруглыми линиями.

При достижении поверхности цилиндрических стержней ударные волны и потоки плазмы отражаются от них под разными углами и сталкиваются между собой. При этом происходят также столкновения ударных волн и потоков плазмы, отраженных как от поверхности цилиндрических стержней, так и от поверхности трубчатой колбы. В оптимальном случае, когда расстояние между цилиндрическими стержнями или трубками примерно равно их диаметру, будут происходить одновременно столкновения ударных волн и потоков плазмы, отраженных от двух соседних стержней и от поверхности трубчатой колбы.

При столкновениях кинетическая энергия движения частиц и скачков уплотнения переходит в тепловую, вследствие чего увеличивается температура плазмы преимущественно тех слоев, которые примыкают к поверхности колбы. Самопоглощение тонких слоев плазмы незначительно, и поэтому при увеличении их температуры значительно повышается выход излучения. Увеличение яркостной температуры соответствует также повышению выхода ультрафиолетового излучения.

Одновременно при этом происходит демпфирование механических нагрузок, возникающих при падении ударных волн и потоков газоразрядной плазмы, с уменьшением ударного импульса за счет того, что сначала ударные нагрузки воспринимаются колбой через цилиндрические стержни или трубки, а затем уже непосредственно самой колбой.

Предмет изобретения

1. Газоразрядный источник света, содержащий наполненную рабочим газом трубчатую разрядную колбу с заключенным в ней элементом из оптически прозрачного материала, служащим вместе со стенками колбы для ограничения и стабилизации газоразрядной плазмы, отличпющийся тем, что, с целью увеличения предельной удельной энергии разряда и повышения механической прочности колбы, указанный элемент выполнен в виде нескольких диэлектрических стержней, размещенных вблизи стенок колбы по всей длине

367485

9E 8 7+32

4ю 2. 1

Составитель В. Горчакова

Техред Е. Борисова

Редактор В. Левитов

Корректоры: Е. Сапунова и Н. Стельмах

Заказ 659/9 Изд. № 1156 Тираж 780 Подписное

11ИИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, г;р. Сапунова, 2 ее излучающей части симметрично относительно продольной оси и механически соединенных на противоположных концах с помощью диэлектрически i деталей.

2. Источник света по п. 1, отличающийся тем, что диэлектрические детали выполнены в виде колец.

3. Источник света по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что кольца выполнены из термостойкого материала и расположены на уровне рабочих частей электродных узлов.

4. Источник света по п. 1, отличающийся тем, что диэлектрические детали выполнены

5 в виде колпачков.

5. Источник света по п. 1, отличающийся тем, что диэлектрические стержни расположены на расстоянии один от другого, по меньшей мере, равном их диаметру.