Характеристики излучения короткодуговых ксеноновых газоразрядных ламп высокого давления

Исследованы изменения характеристик ксеноновых короткодуговых ламп сверхвысокого давления при напылении на кварцевую оболочку слоя вольфрама в результате нагрева и локальной эрозии электродов. Проанализированы механизмы явлений, происходящих в ксеноновом разряде сверхвысокого давления и катодном пятне, влияющие на распыление электродного материала. Рассмотрены основные последствия появления вольфрамовых налетов на внутренней поверхности оболочки лампы --- снижение оптической прозрачности и механической прочности кварцевого стекла, повышение температуры колбы, изменение спектральных характеристик и пространственного распределения излучения газоразрядной лампы. Разработанная оригинальная методика изучения параметров излучения газоразрядной лампы, построенная на совмещении оптической оси фотометра с осью лампы, проходящей сквозь катодное пятно и исследуемый (прозрачный или напыленный) сегмент оболочки, позволила без изменения параметров плазмы сравнить характеристики излучения лампы. Выполненный термодинамический анализ подтвердил отсутствие химического взаимодействия слоя вольфрама с кварцевым стеклом. Спектральное распределение излучения ксенонового разряда в видимом и ИК-диапазонах различно для прозрачной колбы и колбы с вольфрамовым пятном, что связано с размерами частиц слоя вольфрама на колбе лампы. Исследовано пространственное распределение излучения газоразрядной лампы, показано снижение интенсивности излучения в телесном угле, ограниченном пятном вольфрама. Одновременно в данной области выявлен рост температуры кварцевой оболочки, приводящий к появлению продольного градиента температурного поля газоразрядной лампы

Литература

[1] Вартанян А.А., Ковалевский В.Е., Торгоненко В.А. Осветители с коротко-дуговыми ксеноновыми лампами для эндоскопии. Светотехника, 1986, № 6, с. 15--17.

[2] Камруков А.С., Киреев С.Г., Козлов Н.П. и др. Энергетические и излучательные характеристики импульсной короткодуговой ксеноновой лампы в режимах "насыщенной" световой яркости. ЖПС, 2017, т. 84, № 4, с. 635--642.

[3] Басов Ю.Г., Раквиашвили А.Г., Сысун В.В. Специальная светотехника. Минск, БГУ, 2008.

[4] Капцов Н.А., Гоухберг Д.А. Лампы сверхвысокого давления. УФН, 1951, т. 43, № 4, с. 620--662. DOI: 10.3367/UFNr.0043.195104f.0620

[5] Рохлин Г.Н. Разрядные источники света. М., Энергоатомиздат, 1991.

[6] Закарян А.С., Рабинович Г.И. Измерение эрозии катода в ксеноновой лампе. Светотехника, 1986, № 4, с. 15--16.

[7] Рабинович Г.И. Скорость испарения тория из катодов ксеноновых ламп сверхвысокого давления. Светотехника, 1980, № 9, с. 11--13.

[8] Амосов В.М., Карелин Б.А., Кубышкин В.В. Электродные материалы на основе тугоплавких металлов. М., Металлургия, 1976.

[9] Финкельнбург В., Меккер Г. Электрические дуги и термическая плазма. М., ИИЛ, 1961.

[10] Гавриш С.В., Логинов В.В., Пучнина С.В. и др. Исследования температурных полей в разрядных источниках ИК-излучения с сапфировой оболочкой. ОКНТПР, 2014, № 1, с. 49--55.

[11] Самсонов Г.В., ред. Физико-химические свойства окислов. М., Металлургия, 1978.

[12] Matskevich N.I., Semenova Z.I. Phase transformations in the system Cr--Si--W--O. J. Alloys Compd., 2011, vol. 509, no. 21, pp. 6146--6151. DOI: 10.1016/j.jallcom.2011.03.024

[13] Wang H., Chen Y., Bai Z., et al. Phase relations in the Ta₂O₅---WO₃---SiO₂ system. Int. J. Refract. Metals Hard Mater., 2017, vol. 64, pp. 47--51. DOI: 10.1016/j.ijrmhm.2017.01.004

[14] Холодилов В.И. Распределение лучистости ксеноновых ламп с короткой дугой. Светотехника, 1973, № 8, с. 17--18.

[15] Рычков В.И., Соколов Л.С. Характеристики шаровых ксеноновых ламп с точки зрения формирования и расчета светового пучка. Светотехника, 1968, № 6, с. 11--13.