RU2140114C1 - Method for initiating gas discharge in cold- cathode gas-discharge devices - Google Patents
Method for initiating gas discharge in cold- cathode gas-discharge devices Download PDFInfo
- Publication number
- RU2140114C1 RU2140114C1 RU98120608A RU98120608A RU2140114C1 RU 2140114 C1 RU2140114 C1 RU 2140114C1 RU 98120608 A RU98120608 A RU 98120608A RU 98120608 A RU98120608 A RU 98120608A RU 2140114 C1 RU2140114 C1 RU 2140114C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- discharge
- gas
- cathode
- initiating
- cold
- Prior art date
Links
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 title claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 6
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000191 radiation effect Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Discharge Lamp (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области квантовой электроники, в частности к газоразрядным приборам с холодным катодом (лазерным гироскопам). The invention relates to the field of quantum electronics, in particular to gas-discharge devices with a cold cathode (laser gyroscopes).
Известны различные способы инициирования газового разряда в газоразрядных приборах с холодным катодом [1-3]. Во всех этих способах осуществляется подача напряжения на электроды. There are various methods of initiating a gas discharge in gas-discharge devices with a cold cathode [1-3]. In all of these methods, voltage is applied to the electrodes.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ реализуемый в устройстве, в котором используется мощный высококонцентрированный источник ультрафиолетового излучения для воздействия на поверхность катода [4]. The closest in technical essence to the present invention is a method implemented in a device that uses a powerful highly concentrated source of ultraviolet radiation to affect the surface of the cathode [4].
Недостатками известного технического решения является высокий уровень напряжения на электродах, малый срок службы катода, низкое быстродействие устройства, за счет использования ртутной лампы, узкий температурный диапазон эксплуатации устройства. The disadvantages of the known technical solutions are the high voltage level on the electrodes, the short cathode life, low speed of the device due to the use of a mercury lamp, and a narrow temperature range of operation of the device.
Для лазерных гироскопов, работающих в широком температурном диапазоне, быстродействие прибора определяется временем выхода управляющего напряжения на режим, а также временем задержки газового разряда после подачи напряжения на электроды, в течение которого происходит появление инициирующего электрона в газоразрядном промежутке и формирование электронной лавины. For laser gyroscopes operating in a wide temperature range, the speed of the device is determined by the time the control voltage exits to the mode, as well as the delay time of the gas discharge after applying voltage to the electrodes, during which the initiation electron appears in the gas-discharge gap and the formation of an electron avalanche.
Задачей настоящего изобретения является увеличение быстродействия газоразрядных приборов с холодным катодом при низких температурах. The objective of the present invention is to increase the speed of gas-discharge devices with a cold cathode at low temperatures.
Указанная задача решается за счет того, что в способе инициирования газового разряда в газоразрядных приборах с холодным катодом, включающем подачу напряжения на электроды прибора, при этом перед подачей напряжения на электроды, эмиттирующую поверхность катода начинают облучать электромагнитным излучением оптического диапазона, отличающийся тем, что длину волны выбирают в диапазоне от 0,4 до 0,8 мкм. This problem is solved due to the fact that in the method of initiating a gas discharge in gas-discharge devices with a cold cathode, which includes applying voltage to the electrodes of the device, while before applying voltage to the electrodes, the emitting surface of the cathode, they begin to irradiate with electromagnetic radiation in the optical range, characterized in that the length waves are selected in the range from 0.4 to 0.8 microns.
Предлагаемый способ инициирования газового разряда в газоразрядных приборах с холодным катодом реализован следующим образом. На фиг.1 показана схема воздействия электромагнитного излучения на эмиттирующую поверхность катода. The proposed method for initiating a gas discharge in gas-discharge devices with a cold cathode is implemented as follows. Figure 1 shows a diagram of the effect of electromagnetic radiation on the emitting surface of the cathode.
Перед подачей напряжения на электроды прибора, внутреннюю поверхность полого трубчатого катода 1, которая является эмиттирующей, через диафрагму 2 начинают облучать электромагнитным излучением оптического диапазона 3, источник которого находится напротив анода. Источник излучения после включения работает либо непрерывно в течение времени функционирования прибора, либо выключается после формирования газового разряда. Данное воздействие ускоряет появление инициирующих электронов и формирование устойчивого тлеющего разряда. Before applying voltage to the electrodes of the device, the inner surface of the hollow tubular cathode 1, which is emitting, through the diaphragm 2 begin to irradiate with electromagnetic radiation in the optical range 3, the source of which is opposite the anode. The radiation source, after switching on, works either continuously during the operation time of the device, or turns off after the formation of a gas discharge. This effect accelerates the appearance of initiating electrons and the formation of a stable glow discharge.
При облучении эмиттирующей поверхности катода электромагнитным излучением оптического диапазона ( λ = 0,4 - 0,8 мкм) с энергией кванта, превышающей энергию работы выхода электронов материала катода, время появления инициирующего электрона в газоразрядном промежутке будет минимальным из физически возможного (t ≈ 10-8 c).When the emitting surface of the cathode is irradiated with electromagnetic radiation of the optical range (λ = 0.4 - 0.8 μm) with a quantum energy exceeding the energy of the work function of the electrons of the cathode material, the time of appearance of the initiating electron in the gas-discharge gap will be the minimum of the physically possible (t ≈ 10 - 8 c).
При облучении эмиттирующей поверхности катода электромагнитным излучением с энергией кванта меньше, чем энергия работы выхода материала катода, появление инициирующего электрона происходит спустя некоторое время, в течение которого суммарная энергия кванта излучения и электрического поля превысит энергию работы выхода электронов материала катода. When the emitting surface of the cathode is irradiated with electromagnetic radiation with a quantum energy less than the energy of the work function of the cathode material, the initiation electron appears after some time, during which the total energy of the radiation quantum and electric field exceeds the work function of the electron output of the cathode material.
(t ≈ 10-6-10-3 с при λ = 0,55 мкм в температурном диапазоне от +50oC до -50oC).(t ≈ 10 -6 -10 -3 s at λ = 0.55 μm in the temperature range from +50 o C to -50 o C).
При выходе за нижнюю границу оптического диапазона т.е. при λ < 0,4 мкм, в частности в УФ и рентгеновский, время появления инициирующего электрона не уменьшится по сравнению с нижней границей оптического диапазона (t ≈ 10-8 с).When going beyond the lower limit of the optical range i.e. at λ <0.4 μm, in particular in UV and X-ray, the time of appearance of the initiating electron will not decrease compared to the lower boundary of the optical range (t ≈ 10 -8 s).
При выходе за верхнюю границу оптического диапазона λ > 0,8 мкм, в частности в ИК и радиодиапазон, время появления инициирующих электронов будет определяться временем выхода на режим напряжения на электродах прибора и в большей степени временем задержки газового разряда. (t ≈ 10-1 - 10 с в температурном диапазоне от +50oC до -50oC).When going beyond the upper limit of the optical range λ> 0.8 μm, in particular in the infrared and radio ranges, the time of initiation of the initiating electrons will be determined by the time of reaching the voltage mode at the electrodes of the device and, to a greater extent, by the delay time of the gas discharge. (t ≈ 10 -1 - 10 s in the temperature range from +50 o C to -50 o C).
При воздействии излучения на эмиттирующую поверхность катода, плотность мощности излучения выбирается в диапазоне от 0,2 • 10-6 до 102-103 Вт/см2. Нижняя граница определяется из условия наличия эффекта воздействия, а верхняя из условия когда воздействие излучения не приводит к необратимым структурным изменениям поверхностных слоев катода.When exposed to radiation on the emitting surface of the cathode, the radiation power density is selected in the range from 0.2 • 10 -6 to 10 2 -10 3 W / cm 2 . The lower boundary is determined from the condition of the presence of the effect of exposure, and the upper one from the condition when the radiation effect does not lead to irreversible structural changes in the surface layers of the cathode.
Проведенные испытания показали, что использование данного способа инициирования газового разряда в газоразрядных приборах с холодным катодом позволило увеличить быстродействие прибора как минимум в 10 раз при температуре - 45oC, при использовании излучения с λ = 0.55 мкм и q = 1,6 • 10-6 Вт/см2.The tests showed that the use of this method of initiating a gas discharge in gas-discharge devices with a cold cathode allowed to increase the speed of the device by at least 10 times at a temperature of - 45 o C, when using radiation with λ = 0.55 μm and q = 1.6 • 10 - 6 W / cm 2 .
Источники информации
1. Коржавый А.П., Кристя В.И. Физические процессы в прикатодной области тлеющего разряда и прогнозирование долговечности катодных материалов. Обзоры по электронной технике. Сер.6.: Материалы. Ч. I, II. - М.: ЦНИИ "Электроника", 1988/89.Sources of information
1. Korzhavy A.P., Kristia V.I. Physical processes in the near-cathode region of a glow discharge and prediction of the durability of cathode materials. Reviews on electronic technology. Ser. 6 .: Materials. Part I, II. - M.: Central Research Institute "Electronics", 1988/89.
2. Аитов Р.Д., Коржавый А.П., Кристя В.И. Эмиссионные свойства холодных катодов с оксидной пленкой на поверхности для отпаянных газоразрядных приборов. Обзоры по электронной технике. Сер 6. : Материалы. - М.: ЦНИИ "Электроника", 1991. 2. Aitov R.D., Korzhavy A.P., Kristia V.I. Emission properties of cold cathodes with an oxide film on the surface for sealed gas-discharge devices. Reviews on electronic technology. Ser 6.: Materials. - M.: Central Research Institute "Electronics", 1991.
3. Байбородин Ю.В. Основы лазерной техники. - Киев: Выща Школа, 1988. 3. Bayborodin Yu.V. The basics of laser technology. - Kiev: Higher School, 1988.
4. Авторское свидетельство СССР N 503312, H 01 J 3/02, 18.01.77. 4. USSR author's certificate N 503312, H 01 J 3/02, 01/18/77.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98120608A RU2140114C1 (en) | 1998-11-18 | 1998-11-18 | Method for initiating gas discharge in cold- cathode gas-discharge devices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98120608A RU2140114C1 (en) | 1998-11-18 | 1998-11-18 | Method for initiating gas discharge in cold- cathode gas-discharge devices |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2140114C1 true RU2140114C1 (en) | 1999-10-20 |
Family
ID=20212302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98120608A RU2140114C1 (en) | 1998-11-18 | 1998-11-18 | Method for initiating gas discharge in cold- cathode gas-discharge devices |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2140114C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2351034C2 (en) * | 2007-04-05 | 2009-03-27 | ЗАО "Интелвид" | Device for generation of ultraviolet photo impulse |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3710178A (en) * | 1970-09-14 | 1973-01-09 | Stanford Research Inst | Spark-gap triggering system |
| US4064465A (en) * | 1973-05-30 | 1977-12-20 | Westinghouse Electric Corporation | Laser cavities with gas flow through the electrodes |
| US4077017A (en) * | 1975-07-30 | 1978-02-28 | The United States Government As Represented By The U. S. Department Of Energy | Ultraviolet radiation induced discharge laser |
-
1998
- 1998-11-18 RU RU98120608A patent/RU2140114C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3710178A (en) * | 1970-09-14 | 1973-01-09 | Stanford Research Inst | Spark-gap triggering system |
| US4064465A (en) * | 1973-05-30 | 1977-12-20 | Westinghouse Electric Corporation | Laser cavities with gas flow through the electrodes |
| US4077017A (en) * | 1975-07-30 | 1978-02-28 | The United States Government As Represented By The U. S. Department Of Energy | Ultraviolet radiation induced discharge laser |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2351034C2 (en) * | 2007-04-05 | 2009-03-27 | ЗАО "Интелвид" | Device for generation of ultraviolet photo impulse |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6172324B1 (en) | Plasma focus radiation source | |
| US4201921A (en) | Electron beam-capillary plasma flash x-ray device | |
| US4392229A (en) | Ring laser with plasma starter | |
| US20110089834A1 (en) | Z-pinch plasma generator and plasma target | |
| CN202549784U (en) | X-ray generator and combined device comprising the same | |
| US5418424A (en) | Vacuum ultraviolet light source utilizing rare gas scintillation amplification sustained by photon positive feedback | |
| US5057740A (en) | Photoemissive trigger for backlighted thyratron switches | |
| RU2140114C1 (en) | Method for initiating gas discharge in cold- cathode gas-discharge devices | |
| Jiang et al. | Toward ultracompact pseudospark switches | |
| TWI339402B (en) | Gas discharge lamp | |
| US3518570A (en) | Laser exciter system | |
| US5048068A (en) | Magnetically operated pulser | |
| US3560795A (en) | High intensity short duration high repetition rate light source | |
| US4035691A (en) | Pulsed laser excitation source | |
| RU2155416C2 (en) | Light source of high brilliance | |
| RU2210140C2 (en) | Method and device for producing optical radiation | |
| CN111432544A (en) | Combined laser plasma back-conduction system and method | |
| US6263124B1 (en) | Photoconductive switch | |
| JP4775253B2 (en) | Electromagnetic wave modulator | |
| RU2195746C1 (en) | Gas-discharge blinker unit | |
| US3443141A (en) | Electroluminescent from cooled,homo-geneous gallium sulfide crystal | |
| Borisov et al. | Hydrogen fluoride chemical laser initiated by a dischargecreeping on the surface of a dielectric | |
| RU753325C (en) | Gas laser | |
| RU171371U1 (en) | VACUUM DISCHARGE | |
| US20130215913A1 (en) | Method and apparatus for synchronized starting of soft x-ray lasers |