Введение
Тип газоразрядного источника света, излучающего ультрафиолетовый свет Деутериевая дуговая лампа (или просто деутериевая лампа) - это источник света с газоразрядным источником света низкого давления, часто используемый в спектроскопии, когда необходим непрерывный спектр в ультрафиолетовой области. Плазменные "дуги" или лампы с разрядом, использующие водород, отличаются высокой выходной мощностью в ультрафиолетовом диапазоне, с сравнительно небольшой выходной мощностью в видимом и инфракрасном диапазоне. Это похоже на ситуацию в водородном пламени. Луговые лампы, изготовленные из обычного легкого водорода (водород 1), обеспечивают очень похожий на дейтерий УФ-спектр и используются в УФ-спектроскопах. Однако лампы, использующие дейтерий, имеют более длительный срок службы и эмиссивность (интенсивность) на крайнем конце их УФ-диапазона, которая в три-пять раз больше, чем у обычной водородной лучевой лампы при той же температуре. Поэтому дуговые лампы из дейтерия, несмотря на то, что они в несколько раз дороже, считаются лучшим источником света для коротковолнового УФ-диапазона, чем световые водородные дуговые лампы.
A deuterium arc lamp (or simply deuterium lamp) is a low pressure gas discharge light source often used in spectroscopy when a continuous spectrum in the ultraviolet region is needed. Plasma "arc" or discharge lamps using hydrogen are notable for their high output in the ultraviolet, with comparatively little output in the visible and infrared. This is similar to the situation in a hydrogen flame. Arc lamps made with ordinary light hydrogen (hydrogen 1) provide a very similar UV spectrum to deuterium, and have been used in UV spectroscopes. However, lamps using deuterium have a longer life span and an emissivity (intensity) at the far end of their UV range which is three to five times that of an ordinary hydrogen arc bulb, at the same temperature. Deuterium arc lamps, therefore, despite being several times more expensive, are considered a superior light source to light hydrogen arc lamps, for the shortwave UV range.
Принцип действия
В дейтериевой лампе используется вольфрамовая нить и анод, расположенные по противоположным сторонам никелевой конструкции, предназначенной для получения наилучшего выходного спектра. В отличие от лампы накаливания, волокна не являются источником света в дейтериевых лампах. Вместо этого создается дуга от нити к аноду, аналогичный процесс для дуговых ламп. Поскольку для работы нити необходимо нагреть, ее нагревают примерно 20 секунд перед использованием. Поскольку процесс разряда производит собственное тепло, нагреватель отключается после начала разряда. Хотя напряжение вспышки составляет от 300 до 500 вольт, после создания дуги напряжение падает примерно до 100-200 вольт. Созданная дуга возбуждает молекулярный дейтерий, содержащийся в лампе, в более высокое энергетическое состояние. Затем дейтерий излучает свет, когда возвращается в свое первоначальное состояние. Этот непрерывный цикл является источником непрерывного ультрафиолетового излучения. Этот процесс не такой же, как процесс распада атомных возбужденных состояний (атомное излучение), где электроны возбуждаются, а затем излучают излучение. Вместо этого, молекулярный процесс эмиссии, где радиационный распад возбужденных состояний в молекулярном дейтерии (D2), вызывает эффект. Структура спектральной линии дейтерия не отличается заметно от структуры легкого водорода, но дейтерий имеет немного более сильную молекулярную связь (439,5 против 432 кДж / моль) и менее хорошо ионизируется при температуре дуги. Это приводит к увеличению популяции молекул и большей эмиссивности (светоотдачи) УФ в молекулярной части спектра, которая находится дальше всего в ультрафиолетовом диапазоне. Поскольку лампа работает при высоких температурах, обычные стеклянные корпуса не могут использоваться для корпуса. Они также блокируют ультрафиолетовое излучение. Вместо этого используется расплавленный кварц, ультрафиолетовое стекло или фторид магния, в зависимости от конкретной функции лампы. Типичный срок службы дейтериевой лампы составляет приблизительно 2000 часов (большинство производителей гарантируют 2000 часов, но новые лампы постоянно работают хорошо на 5000 часов и более).
Спектры дейтериевых ламп
Деутериевая лампа излучает излучение в диапазоне от 112 до 900 нм, хотя ее непрерывный спектр составляет только от 180 до 370 нм. Интенсивность спектра не уменьшается с 250 нм до 200 нм, как показано на диаграмме спектра выше. Уменьшение диаграммы обусловлено снижением эффективности фотодетектора, используемого для измерения интенсивности лампы, на низких длинах волн. Непрерывный спектр дейтериевой лампы полезен как в качестве ориентира в ультрафиолетовой радиометрической работе, так и для генерации сигнала в различных фотометрических устройствах.
Безопасность
Из-за высокой интенсивности ультрафиолетового излучения, испускаемого лампочкой, рекомендуется защищать глаза при использовании deuterium лампочки. Также следует избегать непосредственного прикосновения к лампе, чтобы избежать ожогов из-за высокой температуры работы. При непосредственном касании лампы даже при охлаждении могут откладываться примеси на корпус, которые сильно поглощают ультрафиолетовые лучи короткой длины волны и, следовательно, снижают интенсивность выхода.