气体放电灯以及气体放电灯的应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及气体放电灯、尤其是氘灯，具有利用气体填充的灯泡和灯泡内的装置，包括:电极壳体，所述电极壳体具有由没有导电能力的材料制成的前部的壳体部件、后部的壳体部件和将所述前部的壳体部件与所述后部的壳体部件分开的壳体间壁，其中，所述前部的壳体部件包括阴极、布置在所述阴极前的阴极屏蔽窗和光出射窗，所述光出射窗将由放电引起的光向外发射，并且其中，所述后部的壳体部件容纳阳极，所述阳极与所述前部的壳体部件中的光出射窗位于光学轴线A上。
[0002]此外，本发明涉及将气体放电灯用于分析的目的的应用。
【背景技术】
[0003]使用气体放电灯作为用于产生可见的、紫外的或者红外的范围中的光学辐射的光源。所述气体放电灯由利用填充气体填充的灯泡构成，在所述灯泡中布置两个电极(阴极和阳极)。在所述电极之间施加电压时发生与光学辐射的发射关联的气体放电。
[0004]所述气体放电引起所述填充气体内的等离子体状态。所述等离子体部分地或者完全由自由的带正电微粒和带负电微粒(离子、电子)构成，其运动通过所述两个电极之间的场的强度以及通过所述灯泡内阴极和阳极空间的特别的实施方案被影响。
[0005]氘灯(填充气体氘)通常如下构造，从而在运行期间，来自所述阴极空间以及来自阴极和阳极之间的等离子体电弧的区域的微粒能够通过所述光出射窗到达由玻璃制成的灯泡上。在那儿发生所述灯泡的玻璃的变化，这引起光吸收和散射并且由此明显减少灯的寿命O
[0006]现有技术:
由EP O 700 072 A2已知一种所述类型的气体放电灯，所述气体放电灯示出改善的、稳定的光收益。所述灯具有由石英玻璃或者由其它的允许UV通过的玻璃制成的灯泡并且具有壳体，所述壳体的后部的部件和所述壳体的壳体间壁由陶瓷构成。所述阳极位于所述壳体的后部的部件中，直接在所述壳体间壁中的开口之后，被称作聚焦电极(focusingelectrode 26)的成型体部分地伸入所述开口中。所述壳体前部部件由金属制成并且具有光出射窗。所述壳体前部部件被称作前电极(front electrode 23)。阴极区域位于所述壳体的前部的部件中，其中，所述阴极由所谓的阴极盒子(cathode box)围绕，所述阴极盒子由所述前电极(壳体前部部件)的侧翼和阴极开槽电极(cathode slit electrode 27)形成。所述阴极盒子在阴极空间中引起可靠的点火以及稳定的势，由此，运行状态在关于从所述阴极经由所述成型体(聚焦电极26)至所述阳极的电荷载体路径的保持和方向方面获得稳定性。在等离子体形成的条件下一旦触发放电，如下设定用于调节所述气体放电灯的期望的发光强度(Leuchtkraft)的电路，使得所述成型体的势为负或者为零，由此能够优化从阴极至阳极的放电引导(En t ladungsf Iihrung )和所述等离子体的形式。
[0007]DE 10 2008 062 410 Al涉及氘灯，其中二次放电(Nebenentladung)和在将阴极和阳极之间的放电路径聚焦的成型体处随之出现的腐蚀得到避免。根据DE 10 2008 062410 Al的图2，所述壳体前部部件和所述间壁由陶瓷构成，壳体背壁由金属构成。所述前部的壳体部件中的阴极部分地由陶瓷的壳体前部围绕，额外地设置金属的阴极屏蔽窗。所述成型体和所述阴极屏蔽窗彼此电绝缘，从而不产生次生电流。陶瓷的壳体前部部件具有用于辐射出射的开口，在不利的情况下，来自等离子体的带电的微粒也能够经由所述开口到达灯泡表面上。在根据DE 10 2008 062 410 Al的其它的变型方案中，仅仅阴极空间或者说阴极屏蔽窗由电绝缘的材料构成，整个壳体、间壁以及成型体反之由金属构成。在氘灯的该构造中也避免了次生电流的产生。所述金属的壳体前部部件具有用于朝着所述灯泡的方向辐射出射的开口，所述开口在该情况下设有光阑状的附加机构(Vorsatz)。因为所述附加机构与所述金属的壳体形成一个单元，所以不能够赋予所述附加机构独立的电势。在此，所述附加机构对于可能的滤板仅仅具有保持的功能。
【发明内容】
[0008]技术任务提出:
此处说明的放电灯具有以下缺点，即在运行期间，在所述电极壳体中释放的来源于所述阴极空间或者阴极和阳极之间的等离子体电弧的区域的微粒能够通过所述光出射窗到达由玻璃制成的灯泡上并且在那儿导致损坏。由此，气体放电灯的强度或者寿命明显减少。所述微粒能够如下改变灯泡的玻璃，使得发生光吸收和/或光散射。
[0009]因此，本发明的任务为，提供在运行中显示灯泡材料没有损坏并且由此引起所述灯的强度和寿命提高的气体放电灯。此外，所述气体放电灯在制造中应该简单并且成本低廉。
[0010]发明的总体说明:
根据本发明，该任务从开头提到的类型的气体放电灯出发通过以下方式得到解决，即在所述光出射窗前在外部布置具有能够调节的电势的出射光阑，所述出射光阑带有光阑开口，其中，所述光阑开口在所述光出射窗的投影中处于所述光学轴线A上并且与所述光出射窗具有间距。
[0011]根据本发明的气体放电灯包括用气体、尤其是氘填充的灯泡，其中，在所述灯泡内布置电极壳体，所述电极壳体具有由没有导电能力的材料制成的前部的壳体部件、后部的壳体部件和将所述前部的壳体部件和所述后部的壳体部件分开的壳体间壁。具有阴极和布置在所述阴极前的阴极屏蔽窗的阴极空间位于所述前部的壳体部件中。具有阳极的阳极空间被放置在所述后部的壳体部件中。所述阳极对置于所述壳体间壁中的开口和所述前部的壳体部件中的光出射窗，从而所述阳极、所述壳体间壁中的开口和所述光出射窗位于光学轴线A上。由放电引起的光经由所述光出射窗向外发射。根据本发明，带有光阑开口的、具有能够调节的电势的出射光阑在外面布置在所述前部的壳体部件处和所述光出射窗前。所述光阑开口位于所述光出射窗的投影中并且与所述光出射窗具有间距。由此，所述光阑开口的中点和所述光出射窗的中点位于所述气体放电灯的光学轴线A上。所述出射光阑的电势影响所述光出射窗的区域中的电场，从而实现一种保护所述灯泡免遭受来自所述电极壳体的有害的微粒的屏蔽。所述出射光阑的电势可以与所述阴极屏蔽窗的势处于相似的数量级中，然而其能够不依赖于所述阴极屏蔽窗的势得到调节。额外地，所述出射光阑的几何结构起着作用，从而光出射窗和光阑开口之间的最小的间距是必要的，用以使屏蔽作用足够地产生效果。所述出射光阑的几何结构的情况和所述出射光阑的电势的共同作用影响所述光出射窗区域中的电场，这又对来自等离子体的微粒(离子、电子)或者在灯运行期间在电极壳体中产生的微粒的运动起作用。由此，通过所述出射光阑的根据本发明的布置以及通过所述出射光阑的电势阻止了由之前提到的微粒引起的灯泡材料的溅镀效应(Sputtereffekt)或者其它的损坏，这在稳定的、高的光强度的情况下延长了灯的寿命。
[0012]本发明的有利的构造方式由从属权利要求中得到。
[0013]在有利的构造方式中，本发明规定，所述出射光阑构造为U形轮廓，所述U形轮廓的柱板接触所述前部的壳体部件并且形成到所述光出射窗的间距。使用U形轮廓作为出射光阑是关于装配容易实现的解决方案。柱板长度能够在标准构件中简单地设计尺寸。所述光阑开口能够在这样的U形轮廓中预先通过冲压成形安置，从而仅仅还要求定尺寸剪切对于相应的灯来说要求的作为出射光阑的U形轮廓。通常，所述U形轮廓略微布置在所述前部的壳体部件的整个高度上方，这关于所述出射光阑的屏蔽作用尤其积极地起作用。所述U形轮廓能够在一个或者多个部位处具有用作紧固和/或接触位置的凸缘(Ansatz)。然而，所述凸缘不影响所述U形轮廓的基本形状。
[0014]所述出射光阑的替代的并且同样优选的实施方式为环形的出射光阑。在所述环形的构造中，所述出射光阑包围所述光出射窗，其中，关于最优地保护所述灯泡免遭受来自等离子体的可能的微粒的损坏方面，通过所述出射光阑的该实施方案产生的在所述光出射窗前的屏蔽空间能够通过环形直径和环形轮廓的选择进一步构造。在此，证实有利的是，所述环形的出射光阑具有角轮廓，所述角轮廓的一个柱板确定到所述光出射窗的间距，或者，所述环形的出射光阑具有半圆轮廓，所述半圆轮廓的直径确定到所述光出射窗的间距。无论所述出射光阑是U形轮廓，还是环形的种类(Natur)，所述出射光阑优选由金属构成。金属作为有良好导电能力的材料能够以各种各样的几何的形状供支配，从而金属尤其适合作为用于所述出射光阑的材料。对于该使用优选的金属是镍或者镍基合金。其它的金属原则上同样适用，只要导电能力、可加工性和灯泡中的环境温度不限制或者排除所述其它的金属的使用。
[0015]证实合适的是，光阑开口和光出射窗之间的间距为至少一毫米。所述出射光阑到灯泡的间距对于光出射窗和光阑开口之间的间距有限制性。然而，所述出射光阑与所述灯泡的直接的接触必须避免，因为，这会导致所述灯泡处的机械的损坏并且由此会妨碍所述气体放电灯的功能和寿命。另一方面，到所述光出射窗的Imm的最小的间距是必要的，用以在所述光出射窗前提供相对于灯泡形成一种屏蔽从所述电极壳体或者等离子体出射的微粒的空间。至少在光出射的区域中，关于灯泡的温度的限制，所述屏蔽空间也具有其作用。
[0016]在本发明的有利的实施方式中，所述出射光阑的电势能够通过连接到位于电极壳体外的电压源得到调节。利用该实施方式，所述电势能够不依赖于所述光出射窗区域中的和所述阴极屏蔽窗区域中的势得到调节。这正好关于势的精细调节(Feineinstel lung)是有利的。作为电压源，例如实验室电源是合适的，所述实验室电源确保了低的电压值直到高达100伏范围内的电压值的精确的调节。
[0017]用于调节所述出射光阑的电势的替代的并且同样优选的可行方案在于，所述电势能够通过与所述阴极屏蔽窗的连接得到调节。为此，出射光阑和阴极屏蔽窗之间的接触是必要的。对于出射光阑和阴极屏蔽窗之间的电接触重要的是，所述连接具有尽可能小的结电阻(Dbergangswiderstand)。所述电连接的位置是次要的。
[0018]有利地，出射光阑和阴极屏蔽窗之间的连接借助于至少一个金属的铆钉穿过所述前部的壳体部件实现，所述铆钉同时将所述出射光阑机械地紧固在所述前部的壳体部件处。所述铆钉连接确保了出射光阑和阴极屏蔽窗之间有