氘燈的點(diǎn)亮
預(yù)熱
為保證燈絲預(yù)熱后放出足夠的活性電子,從而在高壓啟輝時形成電流回路,需要以10瓦的功率預(yù)熱10秒鐘。如果預(yù)熱不足,會嚴(yán)重降低陰極的工作壽命,在這種情況下,陽極達(dá)不到穩(wěn)定工作的溫度,內(nèi)部壓降將異常升高,正離子擊打陰極,導(dǎo)致陰極氧化物涂層的脫落,并降低工作壽命。
啟輝
燈絲預(yù)熱時釋放的活性電子隨著啟輝電壓的作用而加速通過光孔向陽極運(yùn)動。啟輝電壓的額定值通常是350 V,但不僅啟輝電壓的大小很重要,其作用速度以及維持電弧通過啟動至躍遷所需的電流也非常關(guān)鍵。賀利氏電源提供10微秒的啟輝時間和約600 V的啟輝電壓,該電壓會隨著氘燈老化而增加。
工作
氘燈工作電流規(guī)定為300 mA基于兩個因素制約:在300 mA直流以上,副動態(tài)阻抗降低;在高度穩(wěn)定的恒定電流下,工作穩(wěn)定性將提高。
氘燈工作電壓通常在60 – 90 V范圍內(nèi),并且會受到環(huán)境條件的很大影響。外殼溫度改變1℃將引起工作電壓變化0.04 V,因此,燈室環(huán)境溫度在儀器設(shè)計過程中非常重要。
氘燈輸出穩(wěn)定性
噪聲—短期的強(qiáng)度變化
氘燈燈絲上的氧化物涂層是造成氘燈噪聲的關(guān)鍵因素。由于陽極退化、氣體雜質(zhì)或長期使用,陰極表面無法保持穩(wěn)定的放電,而噪聲是由陰極表面上的這種放電電弧運(yùn)動引起的。賀利氏不斷研究不同氧化物陰極成分,它們的添加劑以及它們與不同鎢絲設(shè)計的相互作用,以期進(jìn)一步降低氘燈噪聲,延長其使用壽命。除了基本的氘燈噪聲,儀器自身的多種光學(xué)和電器因素也會影響系統(tǒng)噪聲。
漂移—長期的強(qiáng)度變化
氘燈漂移主要體現(xiàn)在光輸出的逐步降低,這是由于氘燈的自然老化,該參數(shù)優(yōu)于每小時+/- 0.5% 。其原因是陰極的活性電子放電特性的變化,氣體壓力的變化和光窗的污染。新的氘燈的確會有顯著的漂移,但是該情況已經(jīng)在以推薦電流進(jìn)行的老練過程中消除。但是,儀器自身也會存在顯著漂移,這來自于氘燈的溫度控制(燈室),光學(xué)元件的老化以及工作電流的穩(wěn)定性不足,或者石英氘燈的臭氧濃度變化。
相同的氘燈會顯示出不同的漂移值,這取決于氘燈用于哪種光學(xué)系統(tǒng)中。在單光束儀器中,漂移通常顯著高于雙光束儀器,變化范圍1X10-3 AU/h至1X10-4 AU/h。氘燈在儀器內(nèi)進(jìn)行長時間預(yù)熱可以獲得良好的穩(wěn)定性。雖然氘燈的內(nèi)部零件在10 -15 min后達(dá)到熱平衡,但是我們?nèi)酝扑]再等待2 – 3小時,以達(dá)到儀器制造商的漂移值。
氘燈的光強(qiáng)漂移僅顯示出微弱的溫度依賴性。在250 nm時其典型的溫度系數(shù)<0.4 mAU/K。
氘燈壽命
使用壽命—氘燈輸出的下降
氘燈使用壽命結(jié)束是指在一定波長(通常是230 nm)處,光強(qiáng)(輻射功率)下降至≤50%的初始光強(qiáng)。
穩(wěn)定性壽命—氘燈輸出穩(wěn)定性變差
如果光輸出的波動超過規(guī)定的+/- 0.005% P-P(DX或XD系列)或+/- 0.05% P-P(DO、DS或SD系列),則氘燈的穩(wěn)定性壽命結(jié)束。
DX或XD系列的規(guī)定壽命為2000小時;DO、DS或SD系列的規(guī)定壽命為1000小時。通常啟動已經(jīng)使用較長時間的氘燈是不會產(chǎn)生問題的,但是如果有些儀器未嚴(yán)格規(guī)定電源應(yīng)對經(jīng)氘燈增加啟輝電壓,這會限制氘燈的使用壽命。
真空紫外光源—長壽命氘燈D200系列
簡介
D200高能量真空紫外光源系列是200 W水冷氘氣放電燈,它能發(fā)出4 – 5倍于標(biāo)準(zhǔn)30 W氘燈的光譜能量。為了降低燈管發(fā)熱而產(chǎn)生的高溫,我們設(shè)計了水冷金屬散熱罩,盡快將熱量傳導(dǎo)給流通誰。D200F型號裝配合成石英窗口,以便有效地發(fā)射160 – 400 nm的光譜;同時D200VUV型號裝配MgF2窗口,可以使發(fā)射光譜的波長下限達(dá)到115 nm。D200VUV型號裝配DN50KF真空法蘭(或可選DN63CF真空法蘭)用于連接到真空腔體。