Плазма газоразрядных источников света низкого давления - Миленин В.М.
ISBN 5-288-00727-6
Скачать (прямая ссылка):
В плазме люминеоцентных ламп при стандартных условно работы: Я « 1,8 см, і » 0,4 А, рАт « 3 тор, ^»2.1O14 ом"8, как показывают оценки, прямое возбуждение из ооновного <хн стояния 6*$0 оравнимо оо отупенчатым из 63? -ооотояния. Более оильная температурная зависимость окорооти прямого вое-буждения Z0P, чем z* будет приводить к большей чувствитед-нооти заоеленнооти б 1P1 -ооотояния к изменению внешних уою» вий. Вторым фактором» вызывающим отличия в зависимостях JVJ9I Nr% являетоя то, что тушение 61P1-ооотоянии несуществен» практически во всех, интереоных дня работы люминесцентню ламп, условиях. Коэффициент Xx^ для этого уровня равен еду-нице, в то время как для уровня 63Px тушение может существенно влиять на его заселенность (JC1^111- 0,5 и меньше ці больших токах). Учитывая изложенное, концентрацию Np моя» представить в виде
jr.Ж. ^ +NnJf*Un g + Мп 1»а P 0 6 Ір 2mг * * Ір Г 0 € Jp 0 * Ір
Здеоь первое слагаемое в правой части характеризует ступе» чатое возбуждение из метаотабильного ооотояния 63P2. Для и» го зависимости от внешних уоловий разряда оовпадают с лоф ченными для концентрации атомов ооотояния 63P1 при JCTyu=t так как отношение окороотей z^/z^ являетоя слабой функ» ей внешних параметров. Коэффициент j2 учитывает отличия ? величине сечения Q* и o0m. Второе олагаемое отвечает я прямое возбуждение уровня 61Pj из ооновного ооотояния ртун,
136
Роль второго слагаемого можно проследить «рассмотрев отношение Z0P /z* Оно определяется видом энергетического распределения электронов, которое, в свою очередь ,завиоит толь-
0,5
я=7,асм
рАг=4тор
ко от инвариантных параметров Z1 и параметров в формировании 1РЭ можно проследить на ыт(г)/ыт(0) частном примере зависимостей отJVq и г9 так как * щ изменении n0 изменяется только параметр zp a qq р изменении оилы тока - ' только параметр Z2. Уве-лгсение концентрации нормальных атомов ртути приводит к росту частоты не-упругих соударений электронов с атомами ртути,в результате чего уменьшается число оыотрых электронов распределения, причем тем сильнее, чем бо-т энергетическую область распределения мы рассматриваем. Следовательно, с роотом JV0 от-ювение z0p/г* будет уменьшаться. При увеличено! силы разрядного тока, наоборот: растет концентрация электронов и, соответственно, чаотота межг-мектронных столкновений. При этом функция раопре-дония электронов при-бшаетоя к равновесному виду и относительное число быстрых электронов увешивается тем сильнее.
z2- Роль
каждого из этих
ЦДр).Цр(*)
щ
6
0,8 r/R
0,5
с 10,5А -+,о
{ 2 тор -•,+,V
I 4тор-о,о
/ 2"/0г*см"3-
Раг
4-Г0г*см"
-о,о
0,6 pIR
Рио.3.8.
137
чем "более энергетические" электроны мы рассматриваем. Отношение ?0p/z* растет. Иначе говоря, увеличение Z1 приводит і уменьшению отношения z0p/z* а увеличение Z2-K его росту.
Интерео представляют радиальные распределения возбуздеа-ных атомов ртути. На'рис.З.в.а приведены распределения по площади оечения разряда концентрации метастабильных атомов Nmty)9 измеренные авторами публикации [116] (точки) и рао-очитанного нами (кривая), а на рис.3.8,S - радиальные распределения резонаноных атомов ртути в состояниях &^(nr) и 61P1(J^) при различных условиях разряда. Видно, что эп распределения практически совпадают и веоьма близки к рао-пределению метастабильных атомов Nm(^).
Интенсивность резонансных линий атома ртути. От ко*» центраций возбужденных атомов легко перейти к !інтенсивностям спектральных линий. Для этого необходимо домножить значения концентрации возбужденных атомов на эффективную вероятность (f > вылета фотона из объема плазмы, на энергию фотона и, при необходимости, проинтегрировать полученное произведение по оечению разрядной трубки, если нужно определить интенсивность, испускаемую единицей длины положительного отолба разряда. При этом, очевидно, что интеноивнооть будет уже меньше зависеть от точности найденной величины эффективной вероятности Например, для резонаноных линий о Xp * ¦ 184,9 и Ar = 253,7 нм вероятность полноотью характеризует и эффективное время жизни уровней 6*f> и 63Pj, так как других радиационных процессов их разрушения нет. Поэтому, прв отоутотвии процеооов тушения резонаноных ооотояний,интенсив-нооть излучения не будет завиоеть от $ и будет определяться лишь процеооами возбуждения резонаноных уровней.
На рио.3.9 приведены результаты измерения (точки [19])і раочета (кривые) интеноивноотей резонансных линий атома ртути при f в 1,8 см, Nq в 2•1Oi14 см-3, в том числе для смеет паров ртути о разными инертными газами. Для объяснения полученных закономерностей, вновь воспользуемся качественным раосмотрением. Домножив концентрацию Nr на вероятность $г легко получить интеноивнооть резонансной лишш о Хт =
138
'2ьз,7 нм9 испускаемую единицей объема приооевой области разряда, как функцию внешних параметров:
^^туш=^ величина іг/Nq являетоя инвариантной, т.е. зависит только от параметров инвариантности Z1 и Z2 :
Jr
Зп/2+9І*
і к ной применимы вое выводы, полученные в разделах 5,6 гл.1. Ошетим, что поскольку для интеноивнооти более коротковолнового резонансного излучения тушением можно пренебречь, OTHO-юние Ip іNq в плазме люминесцентных ламп воегда будет инва-
