Влияние состава буферной смеси и частоты разрядного тока на генерацию


с. 1

XL Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и УТС, 11 – 15 февраля 2013 г.



Влияние состава буферной смеси и частоты разрядного тока на генерацию линии 185 нм ртутным разрядом низкого давления


Костюченко С.В., *Кудрявцев Н.Н., Левченко В.А., Собур Д.А., Шунков Ю.Е.

Группа компаний «ЛИТ», Москва, Россия, lit@npo.lit.ru
*Московский физико-технический институт (государственный университет),
Долгопрудный, Россия

Как известно, спектр излучения ртутного разряда содержит две интенсивные резонансные УФ линии 253,65 и 184,95 нм, что соответствует областям УФ-С и вакуумного УФ (ВУФ) излучения. В настоящее время растет интерес к использованию ВУФ излучения ртутного разряда, особенно в сочетании с излучением резонансной линии 254 нм. В частности, сочетание излучения с длинами волн 254 и 185 нм можно эффективно использовать в задачах фотохимической очистки воздуха от загрязнений.

Настоящая работа выполнена на базе светотехнической лаборатории компании «ЛИТ» и посвящена исследованию генерации ВУФ излучения ртутным разрядом низкого давления в атмосфере инертных газов (Ne, Ar и их смеси с различным парциальным составом). В работе представлены результаты исследований влияния на генерацию ВУФ излучения различных параметров разряда, таких как давление и состав смеси инертных газов, частота разрядного тока.

В рамках настоящей работы было изготовлено несколько серий источников ВУФ излучения, с различными газовыми наполнениями: неон, аргон, а также их смеси (30/70, 60/40%, 85/15 %, 99/1 %, соответственно). С помощью данных источников исследовалась генерация ВУФ излучения (линия 185 нм) ртутным разрядном низкого давления в атмосфере буферного газа (смеси газов). Разрядные трубки выполнялись из синтетического кварцевого стекла компании QSIL. Внутренний диаметр трубки составлял 19 мм, толщина стенки 1,2 мм, межэлектродное расстояние 755 мм. Давления газовой смеси лежали в диапазоне от 1 до 2 торр. Такой диапазон был выбран исходя из анализа ранее проведенных исследований генерации ВУФ излучения ртутным разрядом низкого давления [1]. Для поддержания оптимального давления паров ртути в разряде использовались амальгамы на основе индия с различным процентным содержанием ртути. Для защиты внутренней поверхности кварцевой колбы от воздействия атомов ртути на нее наносились пленочные защитные покрытия из оксида алюминия Al2O3. В качестве стабилизированных источников тока с частотой 10 – 80 кГц использовались электронные пускорегулирующие аппараты (ЭПРА-Л~220-1х120-2202-183VF) производства АО «ЭНЭФ».

Наилучшие результаты получены в смесях инертных газов с общим давлением 1 торр. Это может быть объяснено более высокой температурой электронов в таких смесях, что связано с более высокой скоростью амбиполярной диффузии.

По результатам проведенных прямых измерений, оптимальной с точки зрения как мощности, так и КПД генерации 185 линии показала себя смесь Ne-Ar 30-70 с давлением 1 торр. При использовании этой смеси заметный выигрыш в характеристиках наблюдается при работе на высокой частоте 80 кГц. КПД генерации ВУФ излучения в этом случае достигает 21%.

За рамками настоящей работы осталось исследование зависимости генерации линии 185 нм источниками с разрядными трубками различных диаметров при различных плотностях разрядного тока. Их проведение планируется в ближайшем будущем.

Литература



  1. Собур Д.А. Исследование генерации вакуумного ультрафиолетового излучения ртутным разрядом низкого давления // Диссертация на соискание уч. ст. к.ф.м.н. М. 2011.




с. 1

скачать файл