微波驅(qū)動硫燈發(fā)光的研究.pdf

1、本文介紹了硫照明燈與傳統(tǒng)照明光源相比具有光通量極高、節(jié)能效果好、無污染、顯色性能好和使用壽命長等優(yōu)點,總結(jié)了國內(nèi)外近幾年的研究現(xiàn)狀,借助于實驗室多年對脈沖快放電S2激光器研究積累的經(jīng)驗,開展了對微波驅(qū)動硫燈發(fā)光的實驗研究。首先是對微波硫燈發(fā)光機理的研究,對其中的兩個主要過程硫高聚物的解離和S2分子從低能級到高能級( X3Σg-- B3Σu-)的激勵進行了較為詳細地研究。從雙原子分子能級結(jié)構(gòu)出發(fā),分析了S2分子的能級結(jié)構(gòu)和光譜特性。從放電

2、氣體中帶電粒子的產(chǎn)生、帶電粒子因碰撞產(chǎn)生解離、激發(fā)和電離作用、微波高頻放電等理論出發(fā),推斷硫燈發(fā)光機理主要是帶電粒子碰撞作用的結(jié)果。硫高聚物的解離主要靠放電解離和熱解離完成的,對S2分子的激勵是借助于帶電粒子的碰撞實現(xiàn)的。在理論研究的基礎上,搭建了一套硫燈實驗系統(tǒng),對其中的主要部分波導系統(tǒng)和燈泡系統(tǒng)進行詳細的研究和設計。最終選定波導傳輸系統(tǒng)的尺寸為a=9.13cm,b=5.20cm的矩形波導管,僅傳輸模式為TE10的微波,計算出其最大傳

3、輸功率為2×107W,并對波導的損耗和衰減進行了計算分析。設計的諧振腔為一圓柱形金屬孔罩,半徑為4.67cm,長度為9.80cm,選用振蕩模式為TM010模。經(jīng)過計算充入燈泡中的硫粉為50mg左右,Ar氣為200-1500Pa,對燈泡系統(tǒng)進行了長時間摸索和精心設計,最終制作的燈泡能較好地滿足實驗的需要。最后啟動硫燈實驗系統(tǒng),開展了多組實驗,驗證了對硫燈發(fā)光機理的推斷,分析了自制硫燈啟動特性,測得的硫燈發(fā)光光譜是與太陽光譜基本吻合的連續(xù)譜