Оптичні характеристики плазми газорозрядних джерел випромінювання на бромідах і йодидах інертних газів - Автореферат

Для заміни цих ламп на джерела з більш різноманітним спектром випромінювання та більш екологічно чистим робочим середовищем актуальним є дослідження інших джерел УФ-ВУФ випромінювання, які за потужністю випромінювання та ККД можуть конкурувати з ртутними лампами. Використання робочих середовищ на основі бромідів і йодидів важких інертних газів дає можливість збільшити ресурс роботи електророзрядної лампи на одній робочій суміші до 1000 годин і отримати найбільші середні потужності випромінювання при найменших енерговитратах на запалювання повздовжнього тліючого розряду. Актуальність теми дисертації викликана необхідністю розробки нових ефективних газорозрядних джерел УФ-ВУФ випромінювання на суміші інертних газів з молекулами йоду і брому при збудженні повздовжним тліючим розрядом; вивчення оптичних, електричних та просторових характеристик низькотемпературної плазми на сумішах йодидів і бромідів інертних газів; вивчення фізичних явищ в плазмі тліючого розряду; створення широкосмугової УФ-ВУФ лампи з тліючим розрядом, який випромінює на електронно-коливальних переходах атомів йоду і брому, молекул I2 і Br2, молекул йодидів і бромідів важких інертних газів. дослідити оптичні, електричні та просторові характеристики плазми газорозрядних джерел УФ-ВУФ випромінювання на чистих парах брому та на сумішах важких інертних газів з парами йоду і брому; Встановлено оптимальні умови отримання ВУФ випромінювання атомів йоду (? = 161.8 нм) і оптимальні умови утворення збуджених атомів та молекул йоду і молекул XEI в сумішах He, Ne, Ar, Kr і Xe з молекулами I2 та основні процеси, які визначають спектральні та енергетичні характеристики цієї плазми.Виявлено, що для збудження плазми газорозрядних джерел випромінювання на сумішах інертних газів з йодом і бромом використовуються барєрний, ємнісний, імпульсний, високочастотний розряди, а тліючий розряд досліджений мало, хоча його доцільність у використанні обговорювалась в багатьох працях, але на інших сумішах. Спроектовано, виготовлено і випробувано експериментальну установку для дослідження електричних і оптичних характеристик повздовжнього тліючого розряду на сумішах інертних газів з парами йоду та брому, яка дозволяє реєструвати випромінювання плазми в широкій спектральній області 130-900 нм. Випромінювання у ВУФ області спектру реєструвалось за допомогою фотопомножувача ФЭУ-142. Спектр випромінювання газорозрядної плазми на суміші ксенон-йод (рис.1.а.) в УФ діапазоні спектру складається з випромінювання спектральної лінії атома йоду 206.2 нм і смуг випромінювання 253 нм XEI(B-X), 342 нм I2(D"-A"). Дослідження електричних і оптичних характеристик тліючого розряду газорозрядної ультрафіолетової лампи на сумішах Ar(Kr)-Xe-I2 при потужності, яка вкладається в плазму 10-120 Вт, показало, що в спектрах УФ випромінювання плазми крім спектральної лінії атома йоду 206.2 нм суттєвим є також внесок смуг 253 нм ХЕІ(B-X) i 342 нм I2(D"-A").Запропоновано використати тліючий розряд на сумішах He-I2 і He-Br2 для створення потужної галогенної лампи на спектральних лініях атомів йоду і смузі 342 нм I2(В-Х) та широкосмугової лампи на основі континууму смуг молекул Br2 (? = 170-300 нм) з середньою потужністю 5-30 Вт при ККД ? 18 %. Визначено найбільш оптимальні суміші Хе-I2 і He-Хе-I2 для одержання максимального УФ випромінювання смуг 253 нм ХЕІ, 342 нм молекули I2(D"-A") і спектральної лінії 206.2 нм атома йоду та запропоновано найбільш імовірні процеси утворення збуджених атомів і молекул в цій плазмі. Оптимізовано робочу суміш Хе-I2 для створення бактерицидної лампи неперервної дії для області довжин хвиль 206-350 нм, а суміш He-Хе-I2 - для створення потужної ексиплексно-галогенної лампи з потужністю до 40 Вт. Для малогабаритної УФ-ВУФ лампи на сумішах He, Ne, Xe, Kr з парами йоду найбільш висока інтенсивність випромінювання спектральної лінії 206.2 нм була отримана в сумішах He-I2, Kr-I2. Встановлено, що для плазма низької густини на парах брому в ВУФ області спектру (при тиску парів брому менших 80 Па) основним є випромінювання спектральних ліній атома брому 163.3 і 157.6 нм, а збільшення тиску брому приводить до утворення континууму, який формується на основі смуг молекули Br2 і молекули іону Br2 з межами 165-300 нм.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ