專利名稱：惰性氣體短弧放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明基于根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的惰性氣體短弧放電燈。在此，術(shù)語惰性氣體短弧放電燈表示具有由石英構(gòu)成的放電容器的短弧放電燈，該放電容器僅僅填充有惰性氣體或者惰性氣體混合物。這種燈通常借助直流電或者脈沖直流電來驅(qū)動。該燈適用于多種使用領(lǐng)域，尤其也適用于影院投影、效果聚光燈 (Effektscheinwerfer)和搜索聚光燈(Suchscheinwerfer)以及顯微鏡和內(nèi)窺鏡。
背景技術(shù)：
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已知作為用于提高惰性氣體短弧放電燈(AC，DC，脈沖驅(qū)動)的發(fā)光密度的措施是例如提高在放電容器中的壓力。然而在此，放電燈的點燃特性負面地變化， 因為所需要的點燃電壓(冷點燃和熱再點燃)增加。專利文獻EP 1 217 644 Bl在圖1中示出了用于影院投影的具有氙填充物的這種惰性氣體短弧放電燈。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種惰性氣體短弧放電燈，其冷點燃特性在發(fā)光密度不變的情況下被改進，或者其發(fā)光密度在冷點燃特性不變的情況下被提高。該任務(wù)通過具有權(quán)利要求1的特征的惰性氣體短弧放電燈來解決。特別有利的擴展方案在從屬權(quán)利要求中得出。根據(jù)本發(fā)明的惰性氣體短弧放電燈具有放電容器和設(shè)置在其中的電極，在燈工作中在電極之間形成光弧。根據(jù)本發(fā)明，放電容器至少分區(qū)段地具有涂層，用于至少部分地反射在工作由位于放電容器中的燈部件以及所激勵的填充氣體發(fā)出的電磁輻射、尤其紅外 (IR)熱輻射。通過由此引起的頂輻射向回反射在燈工作中附加地加熱放電容器的壁、填充氣體以及放電容器的與反射有關(guān)的燈部件。這引起填充氣體的工作壓力的提高，以及由于增強的熱膨脹引起電極桿的延長并且隨之引起電極間隔的縮短。而在沒有頂反射涂層的情況下，頂輻射的大部分會穿過放電容器發(fā)射到環(huán)境中。這些關(guān)聯(lián)性可以有利地用于以下兩個目的。在此，下面的考慮的出發(fā)點是不帶頂反射涂層的傳統(tǒng)參考燈?，F(xiàn)在，如果在其他方面構(gòu)造相同的燈設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的頂反射涂層，則在工作中在相同的功率消耗的情況下填充壓力高于在參考燈情況下的填充壓力， 由此放電弧更強地收縮。由此并且通過在工作中電極間隔縮短而實現(xiàn)與參考燈相比更高的發(fā)光密度?？商孢x地，可以利用基于前面所闡述的加熱效應(yīng)而得到的燈工作壓力提高，以便將燈的冷填充壓力降低為使得出現(xiàn)燈的常規(guī)工作壓力，即使在沒有熱反射涂層的正常填充物但是功率消耗相同的情況下也出現(xiàn)該工作壓力。通過較小的冷填充壓力實現(xiàn)了如下優(yōu)點放電燈的所需的點燃電壓(冷點燃和熱再點燃)小于參考燈的情況的點燃電壓。但是同時，由于頂反射涂層，填充壓力在工作中與在參考燈情況下相同并且隨之發(fā)光密度與在參考燈情況下相同。當反射涂層具有帶有多個層的層系統(tǒng)時，可以實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的惰性氣體短弧放電燈在紅外光譜范圍中的特別良好的反射特性，并且由此實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的惰性氣體短弧放電燈的優(yōu)化的熱絕緣。優(yōu)選地，層系統(tǒng)的由具有低折射率的材料構(gòu)成的層分別與由具有高折射率的材料構(gòu)成的層交替。由具有低折射率的材料構(gòu)成的層可以包括如下材料，該材料包括金屬Si、Zr、Al、 SruZN中一種構(gòu)成的氧化物、氮化物或者氮氧化物及其混合物(例如Si02、&02、Al203)。用于由具有低折射率的材料構(gòu)成的層的一種優(yōu)選材料是Si02。具有高折射率的層的材料例如包括如下材料，該材料包括金屬Nb、Ti、Ta、Hf中一種構(gòu)成的氧化物、氮化物或者氮氧化物及其混合物(例如Nb205、Ti02、Hf02)。證明為有利的是將Nb2O5用作層。層系統(tǒng)具有至少30個層且至多80個層。因為在根據(jù)本發(fā)明的惰性氣體短弧放電燈的DC運行中陽極由于其尺寸而特別強烈地加熱并且因此發(fā)射特別多的熱量，所以根據(jù)第一實施例優(yōu)選的是將放電容器的與陽極鄰近的區(qū)域涂覆。為了將在惰性氣體短弧放電燈內(nèi)部產(chǎn)生的熱量盡可能多地用于壓力提高，根據(jù)另一實施例優(yōu)選的是將放電容器在很大程度上或者甚至完全地涂覆。由此，可以在工作中通過涂層的紅外反射作用將整個放電容器加熱。然而，層系統(tǒng)在該情況下優(yōu)選設(shè)計為使得其對于光是足夠透明的。在一個實施例中，放電容器填充有純氙氣或者氙氪混合氣體。


在下文中將借助于實施例進一步闡述本發(fā)明。其中圖1示出了具有根據(jù)本發(fā)明的涂層的短弧氙氣放電燈(XBO)的一個實施例；圖2示出了反射曲線圖；以及圖3示出了短弧氙氣放電燈的另一實施例。
具體實施例方式圖1在一個視圖中示出了設(shè)計用于具有450W的功率消耗的直流運行(DC)的惰性氣體短弧放電燈的一個實施例的剖面。燈具有由玻璃構(gòu)成的放電容器1，在該放電容器中陽極2和陰極3彼此間隔地設(shè)置。兩個電極2、3通過相應(yīng)的電極桿4、6保持在放電容器1 中。電極桿就其而言安置在燈的相應(yīng)的端部區(qū)域中或者氣密地向外引導，以便可以與外部饋電裝置連接(未示出)。放電容器1在10巴的冷填充壓力情況下填充有純氙氣。這對應(yīng)于傳統(tǒng)的450W短弧氙燈的冷填充壓力。在陽極2的區(qū)域中，放電容器1的外側(cè)設(shè)置有涂層8。在此，涂層8交替地由二氧化硅(SiO2)層和氧化鈮(Nb2O5)層構(gòu)成。這些層具有明顯彼此不同的折射率。首先，通過相對高的點燃電壓在兩個電極2、3之間點燃通過氙氣伸展的光弧，用于驅(qū)動根據(jù)本發(fā)明的惰性氣體短弧放電燈。在電極之間的點燃之后出現(xiàn)的燃燒電壓明顯小
4于點燃電壓。在工作中，在放電容器1中并且尤其通過熱的陽極2形成紅外熱輻射，由此在整個放電容器1中氣壓提高。該熱輻射部分地射到涂層8上并且被涂層8在很大程度上向回反射到放電容器1中。在此，涂層8對于可見光而言在很大程度上是透射的。由于熱輻射的反射，所以放電容器1的內(nèi)部被進一步加熱，由此進一步提高工作壓力。這引起光弧的縮窄(集中)并且特別地引起直接在陰極尖端前的最高發(fā)光密度的點(熱點)的縮窄(集中)，這隨之有利地提高光弧的發(fā)光密度以及熱點發(fā)光密度。圖2示出了惰性氣體短弧放電燈的反射曲線圖。在此，關(guān)于從惰性氣體短弧放電燈的內(nèi)部發(fā)射的輻射的不同波長繪出向回反射到放電容器1中的輻射的百分比例。在曲線圖中在左側(cè)繪出從大約400nm至大約700nm的可見光范圍。相對粗地繪制的曲線10表示涂層8的期望光譜(參照圖1)，而三條不同的較細地繪制的曲線12a、12b、12c示出了在根據(jù)本發(fā)明所涂覆的惰性氣體短弧放電燈的三個不同的示例性測量點上的所反射的輻射的比例。在從大約1050nm至大約1200nm的波長范圍中，由于光譜儀的測量范圍跳變 (Messbereichssprungs)而不存在測量值。曲線圖示出了在可見光范圍中由涂層8引起的小的反射，而在紅外范圍(至 2100nm)中熱輻射的大部分通過涂層8向回反射到放電容器1中。通過根據(jù)本發(fā)明的紅外反射的(IR)涂層8在工作中形成在放電容器1中的提高的工作壓力，該工作壓力引起與類似的(根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的)惰性氣體短弧放電燈的發(fā)光密度相比提高了大約10%的發(fā)光密度。在上面闡述的450W短弧氙氣放電燈的實施例的一個可替選的變型方案中，放電容器的冷填充壓力減小了大約10%到大約9巴。由此，放電燈的所需的點燃電壓(冷點燃和熱再點燃)降低了大約15%。由此，裝置技術(shù)的開銷(點燃裝置、線路引導)降低。在工作中，由于頂反射涂層，氣壓提高到原來設(shè)計用于該燈類型的工作壓力。由此，(盡管冷填充壓力減小)也達到了在不帶頂反射涂層的傳統(tǒng)吊燈情況下所實現(xiàn)的發(fā)光密度。圖3示出了另一實施例的剖面。其同樣為450W短弧氙氣放電燈1。然而，與在圖 1中示出的實施例不同，IR反射涂層在此不限于圍繞陽極2的燈容器的區(qū)域。更確切地說， 在陽極側(cè)，頂反射涂層81基本上在從陽極2的尖端沿著陽極桿4的區(qū)域中延伸。此外在圖3中，燈在陰極側(cè)在燈容器的外側(cè)上也具有基本上沿著陰極桿6延伸的頂反射涂層82。 通過燈容器的頂反射涂層伸展到電極桿4、6的區(qū)域上實現(xiàn)IR輻射也向回反射到電極桿 4、6上并且由此附加地加熱這些電極桿。由于附加地加熱電極桿4、6，這些電極桿在縱向上伸展，由此，陽極2和陰極3之間的間隔縮短?？s短的電極間隔(如已經(jīng)在上文中在圖1中闡述的氣壓提高那樣)同樣對更高的發(fā)光密度有貢獻。以該方式，借助于工作壓力提高和電極桿伸展兩個效應(yīng)實現(xiàn)發(fā)光密度提高了大約10%。
權(quán)利要求
1.一種惰性氣體短弧放電燈，其具有放電容器(1)和設(shè)置在其中的電極0，3)，其特征在于，放電容器(1)至少分區(qū)段地具有用于反射紅外輻射的涂層(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的惰性氣體短弧放電燈，其中涂層(8)對于可見光是透射的。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的惰性氣體短弧放電燈，其為高壓惰性氣體短弧放電燈或者超高壓惰性氣體短弧放電燈。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的惰性氣體短弧放電燈，其中涂層(8)具有多個層。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的惰性氣體短弧放電燈，其中涂層(8)具有37至80個層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的惰性氣體短弧放電燈，其中所述層交替地具有二氧化硅和氧化鈮。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的惰性氣體短弧放電燈，其中涂層⑶鄰近陽極(2)地安置在放電容器⑴上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的惰性氣體短弧放電燈，其中放電容器(1)在很大程度上或者完全被涂覆。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的惰性氣體短弧放電燈，其中放電容器(1)填充有純氙氣。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種惰性氣體短弧放電燈(1)，其具有放電容器和設(shè)置在其中的電極(2，3)。在此，放電容器至少分區(qū)段地具有用于反射紅外輻射的涂層(8)，用于熱絕緣。
文檔編號H01J61/35GK102237253SQ20111011631
公開日2011年11月9日 申請日期2011年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月3日
發(fā)明者克里斯托福羅斯·卡扎齊斯, 沃爾夫?qū)と?申請人:奧斯蘭姆有限公司