Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochleistungsstrahler, insbesondere für ultraviolettes Licht, mit einem unter Entladungsbedingungen Strahlung aussendenden mindestens zwei Komponenten enthaltenden Füllgas gefüllten Entladungsraum, mit Elektrodenpaaren, die paarweise an die beiden Pole einer Hochspannungsquelle angeschlossen sind, wobei zwischen zwei auf unterschiedlichem Potential liegenden Elektroden mindestens ein dielektrisches Material liegt, das an den Entladungsraum angrenzt. Die Erfindung nimmt dabei Bezug auf einen Stand der Technik, wie es sich etwa aus der EP-Anmeldung 871 096 749 oder der US-Anmeldung 07 076 926 ergibt.
Technologischer Hintergrund und Stand der Technik
Der industrielle Einsatz photochemischer Verfahren hängt stark von der der Verfügbarkeit geeigneter UV-Quellen ab. Die klassischen UV-Strahler liefern niedrige bis mittlere UV-Intensitäten bei einigen diskreten Wellenlängen, wie z.B. die Quecksilber-Niederdrucklampen bei 185 nm und insbesondere bei 254 nm. Wirklich hohe UV-Leistungen erhält man nur aus Hochdrucklampen (Xe, Hg), die dann aber ihre Strahlung über einen grösseren Wellenlängenbereich verteilen. Die neuen Excimer-Laser haben einige neue Wellenlängen für photochemische Grundlagenexperimente bereitgestellt, sind z.Zt. aus Kostengründen für einen industriellen Prozess wohl nur in Ausnahmefällen geeignet.
In der eingangs genannten EP-Patentanmeldung oder auch in dem Konferenzdruck "Neue UV- und VUV-Excimerstrahler" von U. Kogelschatz und B. Eliasson, verteilt an der 10.Vortragstagung der Gesellschaft Deutscher Chemiker, Fachgruppe Photochemie, in Würzburg (BRD) 18.- 20. November 1987, wird ein neuer Excimerstrahler beschrieben. Dieser neue Strahlertyp basiert auf der Grundlage, dass man Excimerstrahlung auch in stillen elektrischen Entladungen erzeugen kann, einem Entladungstyp, der in der Ozonenerzeugung grosstechnisch eingesetzt wird. In den nur kurzzeitig (< 1 Mikrosekunde) vorhandenen Stromfilamenten dieser Entladung werden durch Elektronenstoss Edelgasatome angeregt, die zu angeregten Molekülkomplexen (Excimeren) weiterreagieren. Diese Excimere leben nur einige 100 Nanosekunden und geben beim Zerfall ihre Bindungsenergie in Form von UV-Strahlung ab.
Der Aufbau eines derartigen Excimerstrahlers entspricht bis hin zur Stromversorgung weitgehend dem eines klassischen Ozonerzeugers, mit dem wesentlichen Unterschied, dass mindestens eine der den Entladungsraum begrenzenden Elektroden und/oder Dielektrikumsschichten für die erzeugte Strahlung durchlässig ist. Bei einer gegebenen Strahler-Konfiguration und Füllgas-Zusammensetzung liegt die spektrale Zusammensetzung des UV-Lichts fest. Es besteht jedoch ein Bedürfnis für UV-Hochleistungsstrahler mit (in gewissen Grenzen) veränderbarer Wellenlänge der UV-Strahlung.
Kurze Darstellung der Erfindung
Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Hochleistungsstrahler, insbesondere für UV- oder VUV-Licht, zu schaffen, der sich durch hohe Effizienz auszeichnet, wirtschaftlich zu fertigen ist, den Aufbau sehr grosser Flächenstrahler ermöglicht und innerhalb gewisser Grenzen eine Variation der Wellenlänge ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe bei einem Hochleistungsstrahler der eingangs genannten Gattung sind erfindungsgemäss Mittel zur Variation der Teilchendichte einer oder mehrerer Atomsorten des Füllgases im Entladungsraum vorgesehen.
Der Erfindung liegt dabei die durch Rechnungen und Messungen gefertigte Erkenntnis zugrunde, dass bei bestimmten Gasgemischen in der stillen Entladung die Wellenlänge des UV-Strahlers variiert werden kann, indem die Teilchendichte einer Atomsorte, die zur Strahlungsemission beiträgt, definiert verändert wird.
Die Entladungen enthalten beispielsweise Hg-Dampf (oder auch Dampf von Se, Cd, Zn) und mindestens ein weiteres Puffergas, insbesondere ein Edelgas, z.B. Xe oder ein Gas, dessen Energieniveaus nahe den Resonanzniveaus des Hg (bzw. der anderen oben genannten Elemente) liegen, z.B. N2.
Um z.B. nur zwischen den beiden Hauptemissionswellenlängen 185 nm und 254 nm zu wählen, kann ein beliebiges Puffergas der o.g. Liste verwendet werden und es genügt, den Hg-Dampfdruck zu verändern. Beispielsweise erreicht man mit einem geeigneten Netzgerät (50 Hz - einigen MHz) für eine Spaltweite von 3 mm und einem Hg-Druck von 0,4 mbar (entsprechend einer Temperatur von 100 DEG C) eine Emission im wesentlichen bei 185 nm (mehr als 6fach höher als die Emission bei 254 nm), während ab 100 mbar Druck (Temperatur > 250 DEG C) die 254 nm-Emission überwiegt.
Benutzt man als Füllgas ein solches Gas, dessen Moleküle in der stillen Entladung in molekulare Niveaus angeregt werden, die sehr nahe den Resonanzniveaus des Hg liegen, so wird effizient Energie aus diesen Niveaus in die des Hg übertragen. Dies ist z.B. für Xe, möglicherweise auch für N2 der Fall.
Dieser Anregungsprozess
Xe* + Hg -> Hg* + Xe (1)
hängt von der Teilchendichte der Xe bzw. der Hg-atome ab. Gleichzeitig mit der obigen Reaktion findet der Excimer-Prozess statt:
Xe* + 2Xe -> Xe2* + Xe (2)
So wurde bei niedrigen Hg-Dichten (0,06 mbar entsprechend etwa 70 DEG C) intensive Xe2*-Emission bei 172 nm festgestellt (siehe Abb. 1). Mit wachsender Hg-Dichte (Temperatur) nimmt die Emission bei 172 nm ab, während die Hg-Emission bei 254 nm und 185 nm wächst. Das Verhältnis der Emission dieser beiden Wellenlängen lässt sich wiederum durch weitere Temperaturerhöhung verändern. Auf diese Weise ist es möglich entweder im wesentlichen 172 nm Emission oder 185 nm Emission oder 254 nm Emission zu erhalten, indem die Dampfdrücke der beteiligten Gase (vor allem des Hg) verändert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt; darin zeigt
Fig. 1 Ein erstes Ausführungsbeispiel eines Flächenstrahlers mit einseitiger Abstrahlung im Querschnitt mit einem ausserhalb des Entladungsraums angeordneten Vorratsgefäss mit Heizung;
Fig. 2 der Flächenstrahler analog Fig. 1 im Längsschnitt mit einer schematischen Darstellung der Komponenten zur Variation des Puffergasdrucks im Entladungsraum;
Fig. 3 ein Schaubild zur Verdeutlichung der Emissionen bei unterschiedlichen Hg-Dichten (Temperatur) bei einem Strahler nach Fig. 1.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Der Hochleistungsstrahler nach Fig. 1 umfasst eine Metallelektrode 1, die auf ihrer einen Seite mit einem Kühlmedium 2, z.B. Wasser, in Kontakt steht. Auf der anderen Seite der Metallelektrode 1 ist - distanziert durch elektrisch isolierende Distanzstücke 3, die punktuell über die Fläche verteilt sind - eine Platte 4 aus dielektrischem Material angeordnet. Sie besteht für einen UV-Hochleistungsstrahler z. B. aus Quarz oder Saphir, das für die UV-Strahlung durchlässig ist. Für sehr kurzwellige Strahlungen kommen auch Materialien, wie z.B. Magnesiumfluorid und Calziumfluorid in Frage. Für Strahler, welche Strahlung im sichtbaren Bereich des Lichtes liefern sollen, ist das Dielektrikum Glas. Dielektrikum 4 und Metallelektrode 1 begrenzen einen Entladungsraum 5 mit einer typischen Spaltweite zwischen 0,1 mm und 30 mm.
Auf der dem Entladungsraum 5 abgewandten Oberfläche der dielektrischen Platte 4 ist ein feines Drahtnetz 6 aufgebracht, von dem nur die Kett- oder Schussfäden in Fig. 1 sichtbar sind. Anstelle eines Drahtnetzes kann auch eine transparente elektrisch leitende Schicht vorhanden sein, wobei für sichtbares Licht die Schicht aus Indium- oder Zinnoxid besteht, und wobei für sichtbares und UV-Licht eine 50-100 Angström dicke Goldschicht und speziell im UV auch eine dünne Schicht aus Alkalimetallen vorgesehen ist. An die Metallelektrode 1 und die Gegenelektrode (Drahtnetz 6) ist eine Wechselstromquelle 7 angeschlossen.
Als Wechselstromquelle 7 können generell solche verwendet werden, wie sie im Zusammenhang mit Ozonerzeugern seit langem eingesetzt werden.
Typisch liefert sie eine einstellbare Wechselspannung in der Grössenordnung von mehreren 100 Volt bis 20 000 Volt bei Frequenzen im Bereich des technischen Wechselstroms bis hin zu einigen 1000 kHz - abhängig von der Elektrodengeometrie, Druck im Entladungsraum und Zusammensetzung des Füllgases.
Mit dem ansonsten allseitig abgeschlossenen Entladungsraum 5 steht ein Vorratsgefäss 8 über ein Rohrstück 9 in freier Verbindung. Das Vorratsgefäss 8 ist von einer Heizvorrichtung 10 umgeben und teilweise mit Quecksilber 11 gefüllt. Der Entladungsraum 5 ist nach vorgängigem Evakuieren mit Xenon oder einem anderen Gas, dessen Energieniveaus nahe dem Ressonanzniveaus des Quecksilbers liegt, gefüllt. Um nur zwischen den Hauptwellenlängen 185 nm und 254 nm zu wählen, wird der Dampfdruck des Quecksilbers verändert, indem das Quecksilber 11 im Gefäss 8 auf eine bestimmte Temperatur gebracht wird.
Beispielsweise erreicht man für eine Spaltweite von 3 mm und einem Hg-Druck von 0,04 mbar (entsprechend einer Temperatur von 100 DEG C) eine Emission im wesentlichen bei 185 nm (mehr als 6fach höher als die Emission bei 254 nm), während ab 100 mbar Druck (Temperatur > 250 DEG C) die 254-nm-Emission überwiegt.
Bei niedrigeren Hg-Dichten (0,06 mbar entsprechend 70 DEG C) und Xenon als Puffergas wird eine intensive Xe2*-Emission bei 172 nm festgestellt. Mit wachsender Hg-Dichte (Temperatur) nimmt die Emission bei 172 nm ab, während die Hg-Emission bei 254 nm und 185 nm wächst. Das Verhältnis der Emission dieser beiden Wellenlängen lässt sich wiederum durch weitere Temperaturerhöhung verändern. Auf diese Weise ist es möglich, entweder im wesentlichen 172-nm-Emission oder 185-nm-Emission oder 254-nm-Emission zu erhalten, indem die Dampfdrücke der beteiligten Gase (vor allem des Hg) verändert werden. Für einen UV-Strahler mit 12 mm Spaltweite und 500 mbar Xenon, gespeist aus einer Wechselstromquelle mit 175 kHz ist die Abhängigkeit der Hg-Linien 172 nm (Kurve I), 185 nm (Kurve II) und 254 nm (Kurve III) in Fig. 3 beispielsweise verdeutlicht.
Will man von vornherein den Abstimmbereich der Wellenlängen zu höheren Wellenlängen hin einschränken (z.B. keine oder nur sehr geringe 254-nm-Emission), kann man den Hg-Vorrat so dosieren, dass der ganze Vorrat schon bei einer bestimmten niedrigen Temperatur vollständig verdampft ist. Eine weitere Temperaturerhöhung kann dann nicht eine weitere Wellenlängenänderung bewirken, weil die Hg-Dampfdichte nicht mehr erhöht werden kann.
Die Einstellung oder Regelung der Hg-Dampfdichte über die Temperatur kann auf verschiedene Weise erfolgen. Neben ohmscher Heizung können auch Kühl- oder Heizschlangen am oder im Vorratsgefäss 8 vorgesehen sein oder die Heizung erfolgt durch Bestrahlen mit Mikrowellen.
Genau denselben wellenlängenabstimmenden Effekt erzielt man, indem man die Dichte des anderen (bzw. der anderen) Partner in der Entladung z.B. des Xe variiert. Analog zu Arlon-Lasern hat es sich bewährt, einen Vorratsbehälter mit sehr viel höherem Druck über ein steuerbares Ventil 13 an den Entladungsraum 5 anzuschliessen (s. Fig. 2). Beim \ffnen des Ventils 13 kann man die Teilchendichte des Puffergasgemischs erhöhen (maximal bis zum Druckausgleich zwischen beiden Gefässen). Falls eine Druckerniedrigung angestrebt wird, kann das Gas über ein anderes Ventil 14 mittels einer Pumpe 15 abgepumpt werden.
Die Abhängigkeit des Spektrums vom Puffergasdruck kann im grossen und ganzen wie folgt erläutert werden:
Bei niedrigem Puffergasdruck hat man vor allem die Resonanzlinien des Quecksilbers (185 nm und 254 nm), und zwar in einem Verhältnis, das mit dem Quecksilberdruck variiert. Bei niedrigem Druck hat man eher die Tendenz, die 185-nm-Linie zu haben, vorausgesetzt, die anderen Parameter sind konstant.
Bei höherem Puffergasdruck kommt die 172-nm-Excimerlinie des Xenon immer stärker zum Vorschein, und die Resonanzlinien verschwinden mehr und mehr. Bei sehr hohem Druck sättigt die Intensität der Funktion vom Druck.
Bei einer Regulierung der Emission über den Puffergasdruck kann z.B. eine konstante Menge Quecksilber verdampft werden. Für den Anregungsprozess gemäss Gleichung (1) gibt es ein Optimum für beide Teilchendichten. Hält man die Quecksilberdichte konstant, so wächst mit wachsender Xenon-Dichte die Hg*-Emission (254 nm, 185 nm) bis zu diesem Optimum, d.h. solange, bis keine weiteren Quecksilber-Atome mehr als Stosspartner verfügbar sind. Der Anregungsprozess nach Gleichung (2), d.h. die 172-nm-Emission, wächst mit wachsender Xenonteilchen-Dichte ebenfalls stetig an. Er wird begrenzt lediglich durch den konstanten Verlust der Hg-Emission (- die man je nach Dosierung beliebig klein halten kann -) sowie durch von reinen Xenon-Entladungen bekannte Verlustmechanismen (z.B. "Quenching" durch Verunreinigungen etc.), die eine obere Grenze für die 172-nm-Emission vorgeben.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand von Flächenstrahlern erläutert. Es versteht sich jedoch von selbst, dass die beschriebenen Massnahmen auch bei Zylinderstrahlern oder Strahlern mit anderer Geometrie getroffen werden können, ohne den von der Erfindung gesteckten Rahmen zu verlassen.
Technical field
The invention relates to a high-power radiator, in particular for ultraviolet light, with a discharge space filled with filling gas containing radiation and discharging under discharge conditions, with electrode pairs which are connected in pairs to the two poles of a high-voltage source, at least between two electrodes lying at different potential there is a dielectric material that is adjacent to the discharge space. The invention makes reference to a state of the art, such as results from EP application 871 096 749 or US application 07 076 926.
Technological background and state of the art
The industrial use of photochemical processes depends heavily on the availability of suitable UV sources. The classic UV lamps deliver low to medium UV intensities at some discrete wavelengths, e.g. the mercury low-pressure lamps at 185 nm and especially at 254 nm. Really high UV power can only be obtained from high-pressure lamps (Xe, Hg), which then distribute their radiation over a larger wavelength range. The new excimer lasers have provided some new wavelengths for basic photochemical experiments. for cost reasons for an industrial process probably only suitable in exceptional cases.
In the EP patent application mentioned at the beginning or in the conference paper "New UV and VUV excimer emitters" by U. Kogelschatz and B. Eliasson, distributed at the 10th lecture conference of the Society of German Chemists, Photochemistry Group, in Würzburg (FRG) 18 - November 20, 1987, a new excimer emitter is described. This new type of emitter is based on the fact that excimer radiation can also be generated in silent electrical discharges, a type of discharge that is used on a large scale in ozone generation. In the current filaments of this discharge, which exist only for a short time (<1 microsecond), noble gas atoms are excited by electron impact, which react further to excited molecular complexes (excimers). These excimers only live for a few 100 nanoseconds and release their binding energy in the form of UV radiation when they decay.
The construction of such an excimer radiator, up to the power supply, largely corresponds to that of a conventional ozone generator, with the essential difference that at least one of the electrodes and / or dielectric layers delimiting the discharge space is transparent to the radiation generated. For a given lamp configuration and fill gas composition, the spectral composition of the UV light is fixed. However, there is a need for UV high-power lamps with (within certain limits) variable wavelength of the UV radiation.
Brief description of the invention
Starting from the prior art, the invention has for its object to provide a high-performance radiator, in particular for UV or VUV light, which is characterized by high efficiency, is economical to manufacture, enables the construction of very large area radiators and within certain limits Variation of the wavelength enables.
To achieve this object in a high-power radiator of the type mentioned at the outset, means according to the invention are provided for varying the particle density of one or more atomic types of the filling gas in the discharge space.
The invention is based on the knowledge produced by calculations and measurements that the wavelength of the UV lamp can be varied in certain gas mixtures in the silent discharge by changing the particle density of an atom type, which contributes to the radiation emission, in a defined manner.
The discharges contain, for example, mercury vapor (or vapor of Se, Cd, Zn) and at least one further buffer gas, in particular an inert gas, e.g. Xe or a gas whose energy levels are close to the resonance levels of Hg (or the other elements mentioned above), e.g. N2.
To e.g. only to choose between the two main emission wavelengths 185 nm and 254 nm can any buffer gas of the above List are used and it is sufficient to change the mercury vapor pressure. For example, with a suitable power supply unit (50 Hz - a few MHz) for a gap width of 3 mm and a mercury pressure of 0.4 mbar (corresponding to a temperature of 100 ° C.), an emission essentially at 185 nm (more than 6 times) higher than the emission at 254 nm), while the 254 nm emission predominates from a pressure of 100 mbar (temperature> 250 ° C.).
If such a gas is used as the filling gas, the molecules of which are excited in the silent discharge into molecular levels that are very close to the resonance levels of the mercury, then energy from these levels is efficiently transferred to that of the mercury. This is e.g. for Xe, possibly also for N2.
This stimulus process
Xe * + Hg -> Hg * + Xe (1)
depends on the particle density of the Xe or Hg atoms. The excimer process takes place simultaneously with the above reaction:
Xe * + 2Xe -> Xe2 * + Xe (2)
At low Hg densities (0.06 mbar corresponding to about 70 ° C), intensive Xe2 * emission was found at 172 nm (see Fig. 1). With increasing Hg density (temperature) the emission decreases at 172 nm, while the Hg emission increases at 254 nm and 185 nm. The ratio of the emission of these two wavelengths can in turn be changed by further increasing the temperature. In this way it is possible to obtain either essentially 172 nm emission or 185 nm emission or 254 nm emission by changing the vapor pressures of the gases involved (especially the mercury).
Brief description of the drawings
In the drawing, embodiments of the invention are shown schematically; in it shows
1 shows a first exemplary embodiment of a surface radiator with one-sided radiation in cross section with a storage vessel with heating arranged outside the discharge space;
Fig. 2 of the surface radiator analogous to Figure 1 in longitudinal section with a schematic representation of the components for varying the buffer gas pressure in the discharge space.
3 shows a diagram to illustrate the emissions at different Hg densities (temperature) in a radiator according to FIG. 1.
Detailed description of the invention
1 comprises a metal electrode 1, which is on one side with a cooling medium 2, e.g. Water in contact. A plate 4 made of dielectric material is arranged on the other side of the metal electrode 1, spaced apart by electrically insulating spacers 3, which are distributed over the surface at certain points. It exists for a UV high-performance lamp such. B. made of quartz or sapphire, which is transparent to UV radiation. For very short-wave radiation, materials such as e.g. Magnesium fluoride and calcium fluoride in question. The dielectric is glass for emitters that are supposed to deliver radiation in the visible range of light. Dielectric 4 and metal electrode 1 delimit a discharge space 5 with a typical gap width between 0.1 mm and 30 mm.
A fine wire mesh 6, of which only the warp or weft threads are visible in FIG. 1, is applied to the surface of the dielectric plate 4 facing away from the discharge space 5. Instead of a wire mesh, there can also be a transparent, electrically conductive layer, the layer consisting of indium or tin oxide for visible light, and a 50-100 angstrom thick gold layer for visible and UV light, and a thin layer especially in UV Alkali metals is provided. An AC power source 7 is connected to the metal electrode 1 and the counter electrode (wire mesh 6).
As an alternating current source 7, those can generally be used which have long been used in connection with ozone generators.
It typically delivers an adjustable AC voltage in the order of magnitude of several 100 volts to 20,000 volts at frequencies in the range of technical alternating current up to a few 1000 kHz - depending on the electrode geometry, pressure in the discharge space and composition of the filling gas.
A storage vessel 8 is freely connected to the discharge space 5, which is otherwise closed on all sides, via a pipe section 9. The storage vessel 8 is surrounded by a heating device 10 and partially filled with mercury 11. After prior evacuation, the discharge space 5 is filled with xenon or another gas, the energy level of which is close to the resonance level of the mercury. In order to choose only between the main wavelengths 185 nm and 254 nm, the vapor pressure of the mercury is changed by bringing the mercury 11 in the vessel 8 to a certain temperature.
For example, for a gap width of 3 mm and a mercury pressure of 0.04 mbar (corresponding to a temperature of 100 ° C.), an emission essentially at 185 nm (more than 6 times higher than the emission at 254 nm) is achieved while 100 mbar pressure (temperature> 250 ° C) the 254 nm emission predominates.
At lower Hg densities (0.06 mbar corresponding to 70 ° C) and xenon as the buffer gas, an intensive Xe2 * emission at 172 nm is found. With increasing Hg density (temperature) the emission decreases at 172 nm, while the Hg emission increases at 254 nm and 185 nm. The ratio of the emission of these two wavelengths can in turn be changed by further increasing the temperature. In this way it is possible to obtain either essentially 172 nm emission or 185 nm emission or 254 nm emission by changing the vapor pressures of the gases involved (especially the mercury). For a UV lamp with a 12 mm gap width and 500 mbar xenon, fed from an alternating current source with 175 kHz, the dependence of the Hg lines 172 nm (curve I), 185 nm (curve II) and 254 nm (curve III) in FIG 3 clarifies for example.
If you want to restrict the tuning range of the wavelengths to higher wavelengths from the outset (e.g. no or only very low 254 nm emission), you can dose the mercury supply in such a way that the entire supply is completely evaporated at a certain low temperature. A further increase in temperature cannot then cause a further change in wavelength because the mercury vapor density can no longer be increased.
The Hg vapor density can be set or regulated via the temperature in various ways. In addition to ohmic heating, cooling or heating coils can also be provided on or in the storage vessel 8 or the heating is carried out by irradiation with microwaves.
Exactly the same wavelength-tuning effect can be achieved by using the density of the other (or the other) partners in the discharge e.g. of the Xe varies. Analogously to Arlon lasers, it has proven useful to connect a storage container with a much higher pressure to the discharge space 5 via a controllable valve 13 (see FIG. 2). When valve 13 is opened, the particle density of the buffer gas mixture can be increased (at most until the pressure equalization between the two vessels). If a pressure reduction is desired, the gas can be pumped out via another valve 14 by means of a pump 15.
The dependence of the spectrum on the buffer gas pressure can be explained as follows:
When the buffer gas pressure is low, the resonance lines of the mercury (185 nm and 254 nm) are particularly important, in a ratio that varies with the mercury pressure. At low pressure, you tend to have the 185 nm line, provided the other parameters are constant.
As the buffer gas pressure rises, the 172 nm excimer line of the xenon becomes more and more apparent, and the resonance lines disappear more and more. At very high pressure, the intensity of the function saturates with the pressure.
If the emission is regulated via the buffer gas pressure, e.g. a constant amount of mercury is evaporated. For the excitation process according to equation (1) there is an optimum for both particle densities. If the mercury density is kept constant, the Hg * emission (254 nm, 185 nm) increases with this xenon density up to this optimum, i.e. until no more mercury atoms are available as collision partners. The excitation process according to equation (2), i.e. the 172 nm emission also grows steadily with increasing xenon particle density. It is limited only by the constant loss of mercury emissions (which can be kept as small as required, depending on the dosage) and by loss mechanisms known from pure xenon discharges (eg "quenching" due to impurities, etc.), which are an upper limit for specify the 172 nm emission.
The invention has been explained above using surface emitters. However, it goes without saying that the measures described can also be taken in the case of cylindrical radiators or radiators with a different geometry, without leaving the scope of the invention.