微波驅(qū)動(dòng)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(wú)污染、顯色性能好和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),總結(jié)了國(guó)內(nèi)外近幾年的研究現(xiàn)狀,借助于實(shí)驗(yàn)室多年對(duì)脈沖快放電S2激光器研究積累的經(jīng)驗(yàn),開展了對(duì)微波驅(qū)動(dòng)硫燈發(fā)光的實(shí)驗(yàn)研究。首先是對(duì)微波硫燈發(fā)光機(jī)理的研究,對(duì)其中的兩個(gè)主要過(guò)程硫高聚物的解離和S2分子從低能級(jí)到高能級(jí)( X3Σg-- B3Σu-)的激勵(lì)進(jìn)行了較為詳細(xì)地研究。從雙原子分子能級(jí)結(jié)構(gòu)出發(fā),分析了S2分子的能級(jí)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(jī)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(duì)S2分子的激勵(lì)是借助于帶電粒子的碰撞實(shí)現(xiàn)的。在理論研究的基礎(chǔ)上,搭建了一套硫燈實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),對(duì)其中的主要部分波導(dǎo)系統(tǒng)和燈泡系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的研究和設(shè)計(jì)。最終選定波導(dǎo)傳輸系統(tǒng)的尺寸為a=9.13cm,b=5.20cm的矩形波導(dǎo)管,僅傳輸模式為TE10的微波,計(jì)算出其最大傳

3、輸功率為2×107W,并對(duì)波導(dǎo)的損耗和衰減進(jìn)行了計(jì)算分析。設(shè)計(jì)的諧振腔為一圓柱形金屬孔罩,半徑為4.67cm,長(zhǎng)度為9.80cm,選用振蕩模式為TM010模。經(jīng)過(guò)計(jì)算充入燈泡中的硫粉為50mg左右,Ar氣為200-1500Pa,對(duì)燈泡系統(tǒng)進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間摸索和精心設(shè)計(jì),最終制作的燈泡能較好地滿足實(shí)驗(yàn)的需要。最后啟動(dòng)硫燈實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),開展了多組實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了對(duì)硫燈發(fā)光機(jī)理的推斷,分析了自制硫燈啟動(dòng)特性,測(cè)得的硫燈發(fā)光光譜是與太陽(yáng)光譜基本吻合的連續(xù)譜