АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Рабочие среды и спектры излучения эксиламп барьерного разряда

Читайте также:
  1. I семестр 2013-2014 уч. года кафедры «Дизайн архитектурной среды»
  2. II. Государственные преступники первого разряда, осуждаемые к смертной казни отсечением головы.
  3. II. Обзор среды и история болезни
  4. IV. Государственные преступники третьего разряда, осуждённые к ссылке вечно в каторжную работу.
  5. IX. Государственные преступники восьмого разряда, осуждённые к лишению чинов, дворянства и к ссылке на поселение.
  6. o принцип. защиты окружающей среды на благо нынешних и будущих поколений
  7. V. Государственные преступники четвёртого разряда, осуждаемые к временной ссылке в каторжную работу на 15 лет, а потом на поселение.
  8. V. Расчет компонентов тяжелой среды.
  9. VI. Государственные преступники пятого разряда, осуждаемые к временной ссылке в каторжную работу на 10 лет, а потом на поселение.
  10. VII. Государственные преступники шестого разряда, осуждаемые к временной ссылке в каторжную работу на 6 лет, а потом на поселение.
  11. VIII. Государственные преступники седьмого разряда, осуждаемые к временной ссылке в каторжную работу на 4 года, а потом на поселение.
  12. X. Государственные преступники девятого разряда, осуждаемые к лишению чинов, дворянства и к ссылке в Сибирь.

В эксилампах используются рабочие среды, состоящие из инертных газов или их смесей с галогенами. Особенностью данных сред является характер релаксации энергии по электронным состояниям эксимерных или эксиплексных молекул, образуемых в среде в процессе ее возбуждения, и относительно большая энергия фотона, излучаемого при переходе молекулы в основное состояние [10].

Наличие ионизованных и возбужденных состояний, связанных между собой многочисленными пересечениями кривых потенциальной энергии, приводит к тому, что в процессе релаксации среды последовательно безызлучательно заселяются состояния с верхних возбужденных к нижним состояниям[8].

 

Рис. 4. Нижние термы молекулы, состоящей из атома инертного газа и атома

галогена, и интенсивные излучательные переходы между ними [10].

Дальнейший переход с нижних возбужденных состояний для эксиплексных молекул (B, C, D, рис.3) к основному (разлётное A и слабосвязанное или разлётное X состояния) осуществляется за счет излучения, при этом энергетический зазор между нижним возбужденным и основным состояниями молекулы весьма большой. Этим объясняются, во-первых, высокая эффективность преобразования энергии, вводимой в среду, в излучение; во-вторых, наличие вэмиссионном спектре лишь указанной группы переходов, относящихся к УФ или ВУФ диапазонам. При этом наиболее интенсивным является B-X переход.

В спектре могут присутствовать более слабые полосы D-X, B-A, C-A переходов, а также полосы молекул галогенов (Табл. 1 и 2).

Таблица 1.

Длины волн основных переходов эксиплексных молекул [31].

R - атом инертного газа Y - атом галогена Длины волн на различных переходах молекулы RY*, нм
D1/2 → X1/2 B1/2 → X1/2 C3/2 → A3/2 B1/2 → A1/2
Ne F        
Ar F        
Ar Cl        
Ar Br        
Kr F        
Kr Cl        
Kr Br        
Kr I        
Xe F        
Xe Cl        
Xe Br        
Xe I        

 

 

Таблица 2

Длины волн переходов эксимерных молекул и гомоядерных молекул галогенов[21].

R2*, Y2* Длина волны, нм
Ar2*  
Kr2*  
Xe2*  
F2*  
Cl2*  
Br2*  
I2*  

Образование эксимерных и эксиплексных молекул в рабочей среде происходит по разным каналам [10]. Эксимерные молекулы возникают в реакции ассоциации:

(3)

где R*, R – атомы инертного газа в возбужденном и основном состоянии

соответственно.

Рис.5. Изменение спектра излучения ксенона при различных давлениях, возбуждаемого барьерным разрядом. 1 – 37 Торр, 2 – 52 Торр, 3 – 75 Торр, 4 – 510 Торр.

Скорость реакции (1) пропорциональна квадрату концентрации атомов в основном состоянии. Этим объясняется сильная зависимость интенсивности и вида спектра излучения инертного газа от давления. На рис.5 показаны изменения спектра излучения ксенона при различных давлениях, возбуждаемого барьерным разрядом[8]. Резонансная линия доминирует при низком давлении.

При увеличении давления в спектре наблюдаются две широкие полосы, условно называемые "первым" и "вторым" континуумами. К первому относят переходы с высоко лежащих колебательных уровней. Данный континуум прилегает к длинноволновой стороне резонансной линии. Второй континуум формируется переходами из нижних колебательных уровней возбужденного состояния и, соответственно, располагается на большем удалении от резонансной линии, в длинноволновую область. При давлении 100 Тор и более в спектре доминирует излучение второго континуума[8].

Эксиплексные молекулы формируются за счет так называемых "гарпунных" реакций (2) с участием возбужденного атома инертного газа и галогеносодержащей молекулы, или в процессе ион-ионной рекомбинации положительного атомарного или молекулярного иона инертного газа (R+, R2+) с отрицательным ионом галогена Y (3)[8]:

(4)

(5)

где TY, Y2 – галогеносодержащие молекулы, Y – атом галогена, M – третья частица, уносящая избыток энергии. В качестве частицы M могут выступать атомы рабочего или "буферного" инертного газа

Наиболее эффективными оптическими средами являются ксенон (эффективность излучения η молекул Xe2* до 60%, длина волны λ = 172 нм; смеси Kr-Cl2, Xe-Cl2 (молекулы KrCl*, λ ~ 222 нм, XeCl*, λ ~ 308 нм, η ~ 25 %); Xe-Br2 (XeBr*, λ ~ 282 нм, η ~ 15 %); Xe – I2 (XeI*, λ ~ 253 нм, η ~ 20 %). Здесь длина волны указана для максимума излучения В-Х перехода. Излучение на этих длинах волн хорошо пропускается кварцем, в том числе и на λ = 172 нм (кварц типа GE 021 SUPER), что позволяет создавать отпаянные излучатели с большим сроком службы и обеспечивает их широкое применение[8].

Рис 6-9. Спектры излучения эксиплексных молекул KrCl*, XeCl*, XeBr*, XeI*

(длина волны в нм).

Спектры излучения эксиплексных молекул KrCl*, XeCl*, XeBr*, XeI* изображены на рис. 6 и 7 [8]. Видно, что вклад излучательного перехода В-Х (второй континуум) в оптимальных условиях составляет основную долю (70-85%) всей энергии излучения эксимерных молекул.

Спектры излучения совокупности эксиплексных молекул при определенных условиях могут состоять из нескольких полос соответствующих молекул одновременно. Кроме того, в этих спектрах присутствуют не только континуумы эксиплексных молекул, но и атомарные линии. В условиях барьерного разряда низкого давления XeI2 смеси (менее 100 mbar) был получен спектр, состоящий из ярко выраженных линий I*(λ= 183 нм, λ = 206 нм) и молекулярных полос KrI*(переход B-X: λ = 191 нм, переход B-A: λ = 225 нм) и I2*(λ = 342 нм).

Авторы [12] исследовали поперечный объёмный разряд в смеси газов Ar:Kr:Xe:Cl2 при давлении 2-30 кПа. Было показано, что данный разряд является многоволновым источником УФ и ВУФ излучения с максимумами примерно равной интенсивности излучения на λ=175, 222, 236, 258 и 308 нм на переходах ArCl*(B-X), KrCl*(D-X), XeCl*(D-X), Cl2*(D'-A') и XeCl*(B-X) соответственно.

Спектр излучения, наряду с ресурсом и энергетическими параметрами является одной из основных характеристик эксилампы, как источника оптического излучения. Особенностью эксиламп является наличие в эмиссионном спектре лишь отдельных узких полос соответствующих молекул в УФ или ВУФ области длин волн. С помощью барьерного разряда могут быть одновременно получены линии и полосы излучения нескольких атомов и молекул.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.006 сек.)