Газоразрядные источники света. Основные типы, страница 2

Промышленностью выпускаются газоразрядные источники с дуговым разрядом. Газ – смесь  инертного газа с парами металлов. Применяется высокое давление до 1 атм. Электроны, атомы и ионы имеют одну температуру (ЛТР) около 1 ev. В этих условиях возбуждаются атомные линии, но их ударное уширение больше доплеровского и форма линий лорентцевская.   Часто применяются ртутные электроды. Дуговые лампы содержащие инертный газ и металл Hg имеют тип ПРК-2 (прямая ртутно-кварцевая лампа). Также выпускаются спектральные лампы с накаливаемыми электродами:

ДРС-50 (дуговая ртутная спектральная, мощностью 50 Вт, 55 v, 1.5 А ); 

ДКдС-20 (дуговая кадмиевая спектральная, мощностью 20 Вт, 17 v, 1.25 А );

ДНаС-18 (дуговая натриевая спектральная, мощностью 18 Вт, 19 v, 1.05 А ).

Более мощными источниками являются ртутные лампы высокого (ДРШ давление Hg < 80 атм, W ~ 50 Вт/см) и  сверхвысокого давления (СДРШ, давление Hg ~ 250 атм, W > 1 кВт.см). Лампа  представляет собой кварцевый цилиндр, заполненный аргоном при давлении 1 – 10 мм рт.ст. Внутри расположены вольфрамовые, саморазогревающиеся электроды. Подвод электрического тока осуществляется через молибденовую фольгу толщиной 20 – 25 мкм (чтобы не влияло термическое расширение).  Внутри объема помещена капелька ртути такого размера, чтобы при рабочей температуре (1100 – 1200 К, температура разряда на оси 6000 – 6500 К) вся ртуть испарилась и при этом создалось рабочее давление. Лампы питаются от сети переменного тока с напряжением 127 или 220 v, через балластный дроссель или  резистор. Зажигание разряда происходит импульсом высокого напряжения, вызывающим кратковременный емкостной ток. После зажигания разряд горит в аргоне, по мере разогрева баллона лампы в разряде начинают участвовать пары ртути. После погасания лампы, повторное зажигание возможно лишь после остывания, когда уменьшится давление паров ртути. 

Газовый разряд в водороде и инертных газах помимо отдельных спектральных линий излучает непрерывный спектр в УФ области (континуум). Водородные лампы излучают непрерывный спектр в области 500 – 170 нм и многолинейчатый – в области 170 – 90 нм.В этой области находится континуум рекомбинационного излучения, а также излучение из-за переходов молекулы H₂ в неистойчивое состояние с последующей диссоциацией. Многолинейчатый спектр в области 170 – 90 нм отвечает электронным переходам в молекуле водорода. Дуговые водородные лампы можно считать точечными источниками. Лампы обычно имеют сапфировое, кварцевое или увиолевое окно. Лампы с дейтерием дают более яркий сплошной спектр (на 30 – 50 %). Выпускаются дейтериевые лампы ДВС-25 и ДВС-40 мощностью 25 и 40 Вт. При работе в вуф области применяют лампы открытого типа без колбы. Камера источника отделяется от газовой камеры узкой входной щелью спектрального прибора. Лампы с инертными газами также дают континуумы в УФ и ВУФ областях. Эти спектры возникают при электронных переходах в молекулярных образованиях инертных газов, возникающих в разряде, (в молекулу соединяются возбужденные атомы) с последующей диссоциацией и рекомбинацией. С увеличением массы атома спектр смещается в длинноволновую область. Спектральные границы непрерывного спектра приведены в таблице. Непрерывные спектры в инертных газах возбуждаются в мощном импульсном или Вч разряде при давлении 10 – 100 тор.

При сверхвысоком давлении лампы с инертными газами имеют сплошной спектр с отдельными спектральными линиями. Ксеноновая лампа  СВД в видимой области имеет спектр близкий к солнечному.

Импульсные лампы ИФК-120 (фотовспышка) ИФП-2000 (накачка твердотельных лазеров)