EP0780881A2 - Elektrodenlose Entladungslampe - Google Patents

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EP0780881A2
EP0780881A2 EP96117127A EP96117127A EP0780881A2 EP 0780881 A2 EP0780881 A2 EP 0780881A2 EP 96117127 A EP96117127 A EP 96117127A EP 96117127 A EP96117127 A EP 96117127A EP 0780881 A2 EP0780881 A2 EP 0780881A2
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EP
European Patent Office
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discharge lamp
lamp according
radiation
diaphragm body
along
Prior art date
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EP96117127A
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EP0780881A3 (de
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Ernst Dr. Smolka
Klaus-Jürgen Dr. Dietz
Franz Schilling
Anke Schnabl
Beate Herter
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Heraeus Noblelight GmbH
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Heraeus Noblelight GmbH
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Publication date
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Publication of EP0780881A3 publication Critical patent/EP0780881A3/de
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    • H01J65/044—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field the field being produced by a separate microwave unit
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    • H01J65/046—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field the field being produced by using capacitive means around the vessel

Definitions

  • the invention relates to an electrodeless low-pressure discharge lamp, in the lamp bulb of which a plasma is formed by coupling in a high-frequency electromagnetic field and radiation generated by the plasma emerges from the bulb along a predetermined radiation axis, a narrowed part of the lamp bulb being in the region of the plasma as a continuous bore along the Exit axis is provided.
  • an electrodeless low-pressure discharge lamp in the lamp bulb of which a plasma is formed by coupling in a high-frequency electromagnetic field and radiation generated by the plasma emerges from the bulb; a diaphragm body made of high-temperature-resistant material is arranged in the area of the plasma, which contains an opening for constricting the plasma area, the diaphragm body having an optical axis through the opening, along which the radiation emerges.
  • the materials In order to achieve sufficiently high radiation flows and radiation densities in the plasma constriction in the high-frequency field, the materials have to tolerate high wall loads so that they do not decompose, melt, release impurities at temperatures of more than 1500 ° Kelvin, or even as a result of thermal shock during insertion and Shut off the lamps.
  • boron nitride is preferably used as the material for the diaphragm body.
  • an electrodeless high-frequency discharge spectral lamp which contains a hollow lamp bulb made of translucent material, the lamp bulb being divided into two parts, which are connected to one another by means of a capillary feedthrough, and with electromagnetic arrangements for excitation a discharge are provided within the metal vapor located in the piston.
  • the coupling of the electromagnetic energy for the discharge is maintained via a coil arrangement surrounding the lamp bulb, the actual ignition taking place via external electrodes.
  • the considerable ignition problems prove to be problematic, so that additional electrodes have to be provided in the outer region of the lamp bulb, which initiate the ignition; a directed radiation along a preferred beam axis is not provided.
  • the object of the invention is to realize a low-pressure discharge lamp, in particular a low-pressure gas discharge lamp with a continuous spectrum with the highest possible radiance with high radiation stability; Furthermore, a simple mechanical structure should also be achieved with small geometric dimensions, so that it can be used as a light source in spectrophotometers and HPLC detectors, in particular, a spectral range of wavelength ⁇ of 200-350 nm with high radiation stability is to be achieved.
  • the large spectral bandwidth in the continuum of the emitted radiation and the lack of impairment of the lamp atmosphere by introduced electrode material have proven to be advantageous; Furthermore, the simple geometric structure enables a very small size, so that the radiation source can possibly be applied to a printed circuit board.
  • the lamp 1 has a cylindrically symmetrical diaphragm body 2, the interior of which is divided into two sub-spaces 4 and 5 by a diaphragm 3. Both subspaces are connected to one another via an aperture 7 running along the cylinder axis 6.
  • the two subspaces 4 and 5 are each closed off on the end faces 8 and 9 of the diaphragm body 2, the end face 8 being closed by a cover 10 made of the material of the diaphragm body, but the end face 9 having an exit window 11 made of a material which is radiation-permeable to the radiation generated, through which the radiation emerges along axis 6.
  • Both end faces 8 and 9 are each provided with externally applied electrodes 13, 14, via which the excitation takes place by capacitive coupling of the energy into the interior of the lamp 1 in such a way that a plasma is generated in the subspaces 4, 5 and in the area of the aperture 7 is that is constricted in aperture 7 to increase the intensity.
  • the Flat circular electrode 14 is provided along axis 6 with a radiation exit opening 15 arranged adjacent to exit window 11.
  • the radiation exit window 11 consists of quartz glass
  • the connection between the window 11 and the panel body 2 is created with the aid of glass solder, with a hermetically sealed closure by heat treatment;
  • the diaphragm has a bore or diaphragm opening 7 with a diameter of 0.1 to 6 mm and has a length of 0.01 to 90 mm.
  • the discharge vessel of lamp 1 is filled with deuterium at a cold filling pressure of 1 to 100 mbar.
  • the outer diameter of the overall system consisting of electrode, discharge vessel and orifice is in the range from 5 to 80 mm.
  • aperture 3 fills the largest possible volume of the interior space consisting of subspaces 4 and 5.
  • Both the rear part of the diaphragm body 2 and the diaphragm 3 can be mirrored within the lamp 1 and serve as a reflector, this being possible, for example, by lining the surfaces with a reflecting ceramic or by means of a metallic coating or metallization of the surface.
  • the diaphragm body in such a way that it has an axially symmetrical reflector geometry, such as e.g. is in the form of a hollow cone or truncated cone or in the form of paraboloids or hyperboloids.
  • boron nitride, thorium oxide, beryllium oxide or polycrystalline diamonds as the material for the diaphragm body, these materials surviving high thermal wall loads and surviving at temperatures of more than 1500 ° Kelvin without impairment or deformation.
  • FIG. 2 shows a lamp 1 with a cylindrically symmetrical diaphragm body 2 ′, which, in contrast to the diaphragm body of FIG. 1, has an opening on its two end faces 8 and 9 along its optical axis 6, along the one through the diaphragm opening 7 leading cylinder axis 6, the two end faces 8 and 9 are each hermetically sealed by a radiation exit window 11 and 12;
  • the electrodes 13, 14, which are provided along the radiator axis 6 with openings 15, 16 for the beam exit, are located on the beam exit windows.
  • the subspaces 4 and 5 can be provided with a reflective inner surface, moreover it is also possible to give the two subspaces 4 and 5 a reflector geometry, for example in the form of a hollow cone or truncated cone or the inner surface of a Assign paraboloid.
  • the circuit arrangement shown in the block diagram is provided for electrical control;
  • the lamp symbolically represented under number 1 has on its end faces 8, 9 in each case an electrode 13, 14, which via an electrical control network 17 and a directional coupler 18 from a generator 19 - i.e. is capacitively excited by means of the electrodes 13, 14.
  • the generator 19 is available for delivering powers in the range from 10 to 100 watts, the upper frequency limit being approximately 2.45 gigahertz and the lower one being 0.01 MHz.
  • the directional coupler 18 is only used to decouple a measurement signal in order to optimize the control network 17.
  • the generator 19 is operated in the frequency range from 0.01 to 2450 megahertz, the directional coupler 18 located between the control network 17 and the generator 19 being connected to a vector voltmeter 20 for carrying out measurements.
  • the operation of the lamp in the frequency range 500 to 2450 megahertz has proven to be advantageous, the reactance of the lamp being the impedance of the supply line with the usual characteristic impedance of e.g. Approximates 50 ⁇ so that only small losses occur.
  • any frequencies can be used to control the lamp, with lower frequencies, e.g. a direct adjustment of the generator output impedance is possible in the range from 100 kHz to 500 MHz, so that small losses also occur here.
  • FIG. 4 shows as curve A the spectral energy distribution over the wavelength ⁇ when using the radiation arrangement according to the invention as a deuterium lamp.
  • the spatial radiation characteristic according to the invention is directed much more strongly than is the case with conventional deuterium lamps with a half-value width of over 36 °.
  • the range of the continuum has a maximum at approximately 220 nm, the emission being line-free in the range from approximately 180 nm to approximately 360 nm.
  • the electrically conductive diaphragm body is electrically insulated from the electrodes 13, 14 to avoid a short circuit, the electrical insulation of a first electrode 13 being effected by an annular insulating body 22, for example made of high-temperature-resistant ceramic material, such as aluminum oxide or aluminum nitride, while the second electrode 14 is insulated from the diaphragm body by the electrically insulating material of the exit window 11.
  • the outlet window and the insulating body are attached and sealed, for example, by gas solders.
  • This lamp can also be operated according to DE-OS 41 20 730 with deuterium with a cold filling pressure of 1 to 100 mbar, preferably at 9 mbar.
  • the opening in the diaphragm body 2 has a length in the range from 0.01 to 90 mm, the diaphragm opening 7 designed as a bore containing a diameter in the range from 0.1 to 6 mm. In practice, in spite of the expectation of eddy current fields in the diaphragm body 2, no excessive heating can be determined.

Abstract

Eine elektrodenlose Niederdruck-Entladungslampe (1), insbesondere Deuteriumlampe, weist einen zylindersymmetrischen Blendenkörper (2) auf, der an seinen Stirnseiten (8,9) jeweils einen Hohlraum (4,5) enthält; die beiden Hohlräume (4,5) sind durch eine Bohrung (7) miteinander verbunden, welche als Blendenöffnung dient, um das mittels Einkoppelung eines hochfrequenten elektromagnetischen Feldes im Inneren erzeugte Plasma zwecks Intensitätserhöhung der abgegebenen Strahlung einzuschnüren. Beide Stirnseiten (8,9) des zylindersymmetrischen Blendenkörpers (2) sind mit einer hermetischen Abdichtung versehen, von denen wenigstens eine als Austrittsfenster (11) ausgebildet ist; in einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Einkoppelung des elektromagnetischen Feldes auf kapazitivem Wege durch auf den Stirnflächen befindliche Elektroden (13,14), die wenigstens eine Öffnung (15) für den Austritt der Strahlung aufweisen, sofern sie benachbart zu einem Austrittsfenster (11) angeordnet sind. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrodenlose Niederdruckentladungslampe, in deren Lampenkolben ein Plasma durch Einkoppelung eines hochfrequenten elektromagnetischen Feldes gebildet ist und durch das Plasma erzeugte Strahlung aus dem Kolben entlang einer vorgegebenen Strahlungsachse austritt, wobei im Bereich des Plasmas ein verengter Teil des Lampenkolbens als durchgehende Bohrung entlang der Austrittsachse vorgesehen ist.
  • Aus der DE-OS 41 20 730 ist eine elektrodenlose Niederdruckentladungslampe bekannt, in deren Lampenkolben ein Plasma durch Einkoppelung eines hochfrequenten elektromagnetischen Feldes gebildet wird und durch das Plasma erzeugte Strahlung aus dem Kolben heraustritt; dabei ist im Bereich des Plasmas ein Blendenkörper aus hochtemperaturbeständigem Werkstoff angeordnet, welcher eine Öffnung zur Einschnürung des Plasmabereiches enthält, wobei der Blendenkörper eine optische Achse durch die Öffnung aufweist, entlang derer die Strahlung austritt. Um bei der Plasmaeinschnürung im Hochfrequenzfeld genügend hohe Strahlungsflüsse und Strahldichten zu erzielen, müssen die Werkstoffe hohe Wandbelastungen vertragen, so daß sie sich bei Temperaturen von mehr als 1500° Kelvin nicht zersetzen, schmelzen, Verunreinigungen freigeben oder gar in Folge des Thermoschocks beim Ein- und Ausschalten der Lampen zerspringen.
  • Nach der DE-OS 41 20 730 wird vorzugsweise Bornitrit als Werkstoff für den Blendenkörper eingesetzt.
  • Als problematisch erweist sich die Wärmeabführung aus dem Bereich des Blendenkörpers, in dem das Plasma eingeschnürt wird, aufgrund des ihn umgebenden Lampenkolbens; im Zuge zunehmender Miniatisierung von Strahlenquellen erweist sich die bekannte Entladungslampe hinsichtlich ihres Aufbaus als verhältnismäßig aufwendig.
  • Weiterhin ist aus der GB-PS 10 03 873 eine elektrodenlose Hochfrequenz-Entladungsspektrallampe bekannt, welche einen hohlförmig abgeschlossenen Lampenkolben aus lichtdurchlässigem Werkstoff enthält, wobei der Lampenkolben in zwei Teile aufgeteilt ist, die mittels einer kapillaren Durchführung miteinander verbunden sind und wobei elektromagnetische Anordnungen zur Erregung einer Entladung innerhalb des im Kolben befindlichen Metalldampfes vorgesehen sind. Die Einkoppelung der elektromagnetischen Energie zur Entladung wird über eine den Lampenkolben umgebende Spulenanordnung aufrechterhalten, wobei die eigentliche Zündung über äußere Elektroden erfolgt.
  • Als problematisch erweisen sich nach der GB-PS die erheblichen Zündprobleme, so daß zusätzliche Elektroden im Außenbereich des Lampenkolbens vorgesehen werden müssen, die die Zündung einleiten; eine gerichtete Abstrahlung entlang einer bevorzugten Strahlenachse ist dabei nicht vorgesehen.
  • Auch handelt es sich um einen verhältnismäßig aufwendigen Aufbau, welcher insbesondere bei kleinen Bauausführungen, wie sie bei zunehmender Miniaturisierung gewünscht werden, im Wege steht.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Niederdruck-Entladungslampe, insbesondere eine Niederdruck-Gasentladungslampe mit kontinuierlichem Spektrum mit möglichst hoher Strahldichte bei hoher Strahlungsstabilität zu realisieren; weiterhin soll ein einfacher mechanischer Aufbau auch bei kleinen geometrischen Abmessungen erzielt werden, um sie ggf. als Lichtquelle bei Spektralphotometern und HPLC-Detektoren einzusetzen, insbesondere soll ein Spektralbereich der Wellenlänge λ von 200 - 350 nm mit hoher Strahlungsstabilität erzielt werden.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Als vorteilhaft erweist sich insbesondere bei Gasentladungslampen die große spektrale Bandbreite im Kontinuum der abgegebenen Strahlung sowie die fehlende Beeinträchtigung der Lampenatmosphäre durch eingebrachtes Elektrodenmaterial; weiterhin ermöglicht der einfache geometrische Aufbau eine sehr geringe Baugröße, so daß ggf. eine Aufbringung der Strahlenquelle auf eine Leiterplatte ermöglicht wird.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 2 bis 12 angegeben.
  • Als besonders vorteilhaft erweist sich die Möglichkeit, eine Entladungslampe mit zwei sich gegenüberliegenden Strahlenaustrittsfenstern entlang der optischen Achse vorzusehen, da mit Hilfe einer zusätzlichen Strahlenquelle die entlang der optischen Achse geführte Strahlung in ihrem Spektrum ergänzt werden kann; auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, zusätzliche Anteile des sichtbaren und/oder infraroten Spektrums der mit der erfindungsgemäßen Entladungslampe erzeugten UV-Strahlung zu überlagern.
  • Im folgenden ist der Gegenstand der Erfindung anhand der Figuren 1 bis 5 näher erläutert.
    • Figur 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Gas-Entladungslampe mit einem elektrisch isolierenden Blendenkörper mit einseitigem Strahlenaustritt, wobei eine kapazitive Einkoppelung der Energie vorgesehen ist.
    • Figur 2 zeigt eine modifizierte Ausführungsform der in Figur 1 dargestellten Lampe mit zweiseitigem Strahlenaustritt.
    • Figur 3 zeigt schematisch die Anordnung einer kapazitiv angeregte Gas-Entladungslampe zusammen mit der elektrischen Schaltungsanordnung im Blockschaltbild.
    • Figur 4 zeigt das Spektrum einer erfindungsgemäßen Entladungslampe mit Deuteriumfüllung.
    • Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Entladungslampe mit einem metallischen Entladungskörper im Längsschnitt.
  • Gemäß Figur 1 weist die Lampe 1 einen zylindersymmetrischen Blendenkörper 2 auf, dessen Innenraum durch eine Blende 3 in zwei Teilräume 4 und 5 aufgeteilt ist. Beide Teilräume sind über eine entlang der Zylinderachse 6 verlaufenden Blendenöffnung 7 miteinander verbunden. Die beiden Teilräume 4 und 5 sind jeweils an den Stirnseiten 8 und 9 des Blendenkörpers 2 abgeschlossen, wobei Stirnseite 8 mittels einer Abdeckung 10 aus dem Werkstoff des Blendenkörpers verschlossen ist, Stirnseite 9 jedoch ein Austrittsfenster 11 aus einem für die erzeugte Strahlung strahlungsdurchlässigem Werkstoff aufweist, durch das die Strahlung entlang der Achse 6 austritt. Beide Stirnseiten 8 und 9 sind jeweils mit außen aufgebrachten Elektroden 13, 14 versehen, über die die Anregung durch kapazitive Einkoppelung der Energie in das Innere der Lampe 1 so erfolgt, daß in den Teilräumen 4, 5 sowie im Bereich der Blendenöffnung 7 ein Plasma erzeugt wird, das zur Intensitätserhöhung in Blendenöffnung 7 eingeschnürt wird. Die flächenhaft ausgebildete kreisringförmige Elektrode 14 ist entlang der Achse 6 mit einer dem Austrittsfenster 11 benachbart angeordneten Strahlenaustrittsöffnung 15 versehen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird als Werkstoff für den Blendenkörper Aluminiumoxid eingesetzt, während das Strahlenaustrittsfenster 11 aus Quarzglas besteht; die Verbindung zwischen Fenster 11 und Blendenkörper 2 wird mit Hilfe von Glaslot erstellt, wobei ein hermetisch dichter Abschluß durch Wärmebehandlung vorliegt; es ist jedoch auch möglich, eine dicht abgeschlossene Verbindung zwischen Austrittsfenster 11 und Blendenkörper durch Aufschmelzen von Übergangsgläsern, vorzusehen. Die Blende weist eine Bohrung bzw. Blendenöffnung 7 mit einem Durchmesser von 0,1 bis 6 mm auf und hat eine Länge von 0,01 bis 90 mm. Das Entladungsgefäß der Lampe 1 ist mit Deuterium bei einem Kaltfülldruck von 1 bis 100 mbar gefüllt. Der Außendurchmesser des Gesamtsystems aus Elektrode, Entladungsgefäß und Blende liegt im Bereich von 5 bis 80 mm.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird als Werkstoff für den Blendenkörper Aluminiumnitrit eingesetzt; neben Quarzglas ist es auch möglich, Glas oder Saphir als Werkstoff des Austrittsfensters einzusetzen. Innerhalb der Lampe füllt Blende 3 ein möglichst großes Volumen des aus Teilräumen 4 und 5 bestehenden Innenraumes aus. Innerhalb der Lampe 1 können sowohl der rückwärtige Teil des Blendenkörpers 2 als auch die Blende 3 verspiegelt werden und als Reflektor dienen, wobei dies beispielsweise durch Auskleidung der Oberflächen mit einer reflektierenden Keramik oder durch eine metallische Beschichtung bzw. Metallisierung der Oberfläche möglich ist.
  • Weiterhin ist es möglich, den Blendenkörper so auszugestalten, daß er in Austrittsrichtung entlang der Strahlenachse 6 mit einer reflektierenden Oberfläche in axialsymmetrischer Reflektorgeometrie, wie z.B. in Form eines Hohlkegels bzw. Hohlkegelstumpfes oder in Form von Paraboloiden, bzw. Hyperboloiden, ausgebildet ist.
  • Weiterhin ist es möglich, als Werkstoff für den Blendenkörper Bornitrit, Thoriumoxid, Berylliumoxid oder polykristalline Diamanten einzusetzen, wobei diese Werkstoffe hohe thermische Wandbelastungen überstehen und bei Temperaturen von mehr als 1500° Kelvin ohne Beeinträchtigung bzw. Deformation überstehen.
  • Figur 2 zeigt eine Lampe 1 mit einem zylindersymmetrischen Blendenkörper 2', der im Gegensatz zu dem Blendenkörper der Figur 1 an seinen beiden Stirnseiten 8 und 9 entlang seiner optischen Achse 6 jeweils eine Öffnung aufweist, wobei entlang der durch die Blendenöffnung 7 führenden Zylinderachse 6 die beiden Stirnseiten 8 und 9 jeweils durch ein Strahlenaustrittsfenster 11 und 12 hermetisch dicht abgeschlossen sind; auf den Strahlenaustrittsfenstern befinden sich jeweils die Elektroden 13, 14, welche entlang der Strahlerachse 6 mit Öffnungen 15, 16 zum Strahlenaustritt versehen sind. Auch hier können, wie bereits anhand Figur 1 beschrieben, die Teilräume 4 und 5 mit einer reflektierenden Innenoberfläche versehen sein, darüberhinaus ist es auch möglich, den beiden Teilräumen 4 und 5 eine Reflektorgeometrie z.B. in Form eines Hohlkegels, bzw. Hohlkegelstumpfes oder der Innenfläche eines Paraboloiden zuzuordnen.
  • Als besonders vorteilhaft erweist sich, daß mittels der in Figur 2 dargestellten Anordnung entlang einer Strahlenachse 6 mehrere Lampen angeordnet werden können, wobei sich durch Überlagerung der aus den einzelnen Lampen austretenden Strahlung eine Erhöhung der Strahlungsintensität erzielen läßt.
  • Gemäß Figur 3 ist zur elektrischen Ansteuerung die in dem Blockschaltbild dargestellte Schaltungsanordnung vorgesehen; die unter Ziffer 1 symbolisch dargestellte Lampe weist an ihren Stirnseiten 8, 9 jeweils eine Elektrode 13, 14 auf, die über ein elektrisches Ansteuernetzwerk 17 und einen Richtkoppler 18 von einem Generator 19 - d.h. mittels der Elektroden 13, 14 - kapazitiv angeregt wird. Der Generator 19 steht für die Abgabe von Leistungen im Bereich von 10 bis 100 Watt zur Verfügung, wobei die obere Frequenzgrenze bei ca. 2,45 Gigahertz, die untere bei 0,01 MHz liegt. Der Richtkoppler 18 dient lediglich zur Auskopplung eines Meßsignals zur Optimierung des Ansteuernetzwerkes 17.
  • In der Praxis wird der Generator 19 im Frequenzbereich von 0,01 bis 2450 Megahertz betrieben, wobei zur Durchführung von Messungen der zwischen Ansteuernetzwerk 17 und Generator 19 liegende Richtkoppler 18 mit einem Vektor-Voltmeter 20 verbunden ist.
  • Als vorteilhaft erweist sich in der Praxis der Betrieb der Lampe im Frequenzbereic 500 bis 2450 Megahertz, wobei sich die Reaktanz der Lampe der Impedanz der Zuleitung mit üblichem Wellenwiderstand von z.B. 50 Ω annähert, so daß nur geringe Verluste auftreten. Prinzipiell können jedoch zur Ansteuerung der Lampe beliebige Frequenzen eingesetzt werden, wobei bei niedrigeren Frequenzen, z.B. im Bereich von 100 KHz bis 500 MHz eine direkte Anpassung der Generatorausgangsimpedanz möglich ist, so daß auch hier geringe Verluste auftreten.
  • Figur 4 zeigt als Kurve A die spektrale Energieverteilung über der Wellenlänge λ beim Einsatz der erfindungsgemäßen Strahlungsanordnung als Deuteriumlampe. Mit einer Halbwertsbreite von ca. 5 bis 8° entlang der Strahlenachse 6 ist die räumliche Abstrahlcharakteristik nach der Erfindung wesentlich stärker gerichtet, als dies bei herkömmlichen Deuteriumlampen mit einer Halbwertsbreite von über 36° der Fall ist. Der Bereich des Kontinuums weist bei ca. 220 nm ein Maximum auf, wobei die Emission im Bereich von ca. 180 nm bis ca. 360 nm linienfrei ist.
  • Gemäß Figur 5 ist es auch möglich, eine Entladungslampe mit einem Blendenkörper 2' aus einem hochtemperaturbeständigem Metall, wie bespielsweise Molybdän oder Wolfram einzusetzen; in diesem Fall ist der elektrisch leitende Blendenkörper zur Vermeidung eines Kurzschlusses gegenüber den Elektroden 13, 14 elektrisch isoliert, wobei die elektrische Isolation einer ersten Elektrode 13 durch einen ringförmigen Isolierkörper 22 beispielsweise aus hochtemperaturbeständigem Keramikmaterial, wie Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid erfolgt, während die zweite Elektrode 14 durch den elektrisch isolierenden Werkstoff des Austrittsfensters 11 gegenüber dem Blendenkörper isoliert ist. Die Befestigung und Abdichtung des Austrittsfensters und des Isolierkörpers erfolgen beispielsweise durch Gaslote. Auch diese Lampe kann entsprechend der DE-OS 41 20 730 mit Deuterium mit einem Kaltfülldruck von 1 bis 100 mbar, vorzugsweise bei 9 mbar betrieben werden. Die im Blendenkörper 2 befindliche Öffnung weist eine Länge im Bereich von 0,01 bis 90 mm auf, wobei die als Bohrung ausgeführte Blendenöffnung 7 einen Druchmesser im Bereich von 0,1 bis 6 mm enthält. In der Praxis ist trotz Erwartung von Wirbelstromfeldern im Blendenkörper 2 keine übermässige Erwärmung festzustellen.

Claims (12)

  1. Elektrodenlose Niederdruckentladungslampe, in deren Lampenkolben ein Plasma durch Einkoppelung eines hochfrequenten elektromagnetischen Feldes gebildet ist und durch das Plasma erzeugte Strahlung aus dem Kolben entlang einer vorgegebenen Strahlungsachse austritt, wobei im Bereich des Plasmas ein verengter Teil des Lampenkolbens als durchgehende Bohrung entlang der Austrittsachse vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Lampenkolben einen zylindersymmetrischen Blendenkörper (2, 2') aufweist, der entlang der Strahlen-Achse (6) durch wenigstens ein als separates Bauteil aufgebrachtes, strahlungsdurchlässiges Austrittsfenster (11, 12) gasdicht abgeschlossen ist.
  2. Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur kapazitiven Einkoppelung des elektromagnetischen Feldes der Blendenkörper (2, 2') entlang der Strahlen-Achse (6) jeweils an seinen Enden mit einer flächenhaften Elektrode (13, 14) versehen ist, wobei wenigstens eine der Elektroden (14) eine Öffnung in der Achse (6) des Strahlenaustritts enthält, die dem Austrittsfenster (11) benachbart angeordnet ist.
  3. Entladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Blendenkörper (2, 2') eine Stirnseite mit Austrittsöffnung aufweist, wobei die der Austrittsöffnung abgewandte Stirnseite wenigstens auf ihrer Innenseite eine die erzeugte Strahlung reflektierende Oberfläche aufweist.
  4. Entladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Blendenkörper (2, 2') eine durchgehende Bohrung durch beide Stirnseiten (8, 9) entlang der optischen Achse (6) mit einer jeweils durch eine der Elektroden (13, 14) geführten Öffnung (15, 16) aufweist, wobei jede der Öffnungen (15, 16) jeweils einem Strahlenaustrittsfenster (11, 12) benachbart angeordnet ist.
  5. Entladungslampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenachse (6) entlang der Strahlenachse einer zusätzlichen Strahlungsquelle angeordnet ist, wobei durch Blendenöffnung (7) auch Strahlung der zusätzlichen Strahlungsquelle geführt wird.
  6. Entladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenöffnung (7) kreisförmig ausgebildet ist, wobei ihr Durchmesser im Bereich von 0,1 bis 6 mm liegt.
  7. Entladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Blendenkörper (7) aus Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Bornitrid besteht.
  8. Entladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Blendenkörper (7) aus Thoriumoxid, Berylliumoxid oder polykristallinem Diamant besteht.
  9. Entladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlen-Austrittsfenster (11, 12) aus Quarzglas, UV-durchlässigem Glas oder Saphir besteht.
  10. Entladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Blendenkörper (2') aus hochtemperaturbeständigem Metall besteht, wobei zwischen den Elektroden (13, 14) und dem Blendenkörper (2') jeweils ein elektrisch isolierendes Bauelement als Austrittsfenster (11; 12) oder als Isolierkörper (22) angeordnet ist.
  11. Entladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllung Deuterium mit einem Kaltfülldruck von 1 bis 100 mbar vorgesehen ist.
  12. Entladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (13, 14) an einem Hochfrequenz-Generator (19) angeschlossen sind, der eine Anregungsfrequenz im Bereich von 0,01 bis 2450 MHz erzeugt.
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