Широкополосный импульсный источник оптического излучения для измерения временных характеристик люминесценции

ВВЕДЕНИЕ 4
1. Литературный обзор……...…………………………………………………….6
1.1. Источники оптического излучения 6
1.1.1. Искусственные источники оптического излучения …………………...6
1.1.2. Люминесцентые источники оптического излучения 7
1.1.3. Принцип устройства, применяемые типы разрядов и основные области их применения………………………………..………...………………10
1.2. Газоразрядные источники. 13
1.2.1. Ртутные лампы 14
1.2.2. Натриевые лампы 16
1.2.3. Ксеноновые лампы 18
1.3 Лампа ДКсШ-150-1 20
1.3.1. Системы поджига лампы 23
1.4. Работа в импульсном режиме 27
1.4.1. Основные схемы включения ламп в импульсном режиме 28
2. Разработка устройства поджига лампы ДКсШ 150-1.…………………………………………………………………………………..31
2.1.Анализ технических характеристик известных устройств поджига…….31
2.2.Обоснование принципа построения разрабатываемого устройства поджига…………………………………………………………………………..32
2.3. Разработка блочной схемы устройства поджига………………………...33
2.4. Разработка функциональной схемы устройства поджига…………...….34
3.Узлы формирователя импульсов поджига………………….……………….36
3.1. Источник питания силовой………………………………………………..37
3.2. Источник питания +12 В………………………………………………......38
3.3. Формирователь одиночных импульсов……………………………...…...39
3.4. Таймер………………………………………………………………...….....40
3.5. Узел опторазвязки……………………………………………………...…..42
3.6. Формирователь высоковольтных импульсов………………………..…..44
4. Результат разработки установки……………………………………….……46
5. Исследование спектральной характеристики лампы ДКсШ-150……........47
6. Исследование кинетики люминесценции……………………………….….48
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………51
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………..…52

Весь текст будет доступен после покупки

Время затухания люминесценции (также время высвечивания) — параметр люминесценции, определяемый как время, в течение которого интенсивность люминесцентного свечения после снятия возбуждения люминесценции уменьшается в е раз.
Время затухания люминесценции может находиться в диапазоне от долей наносекунды (для разрешённых переходов) до многих часов (для многократно запрещённых переходов — так называемых квазистационарных состояний).
Время затухания люминесценции в люминесцирующем веществе зависит от времени жизни того квантовомеханического состояния, в котором запасается энергия возбуждения, от процессов релаксации энергии и от внешних условий (температуры, давления, концентрации люминесцирующих атомов и молекул, концентрации «тушащих» атомов и молекул и т. п.).
Во многих случаях люминесценция вещества определяется набором нескольких видов возбуждённых состояний, каждое из которых характеризуется своим временем высвечивания и интенсивностью люминесценции.
Внешние условия могут изменить вероятность безызлучательных переходов и тем самым время жизни возбуждённого уровня, отвечающего за люминесценцию. С увеличением относительной вероятности распада уровня через безызлучательный переход время жизни уровня уменьшается и, соответственно, уменьшается время высвечивания (а также квантовый выход люминесценции). Как правило, рост температуры и давления приводит к повышению вероятности безызлучательных переходов, поскольку возрастает частота столкновений молекул.

Весь текст будет доступен после покупки

1. 1. 1. Искусственные источники оптического излучения

Искусственным источником света, или, более строго, искусственным источником оптического излучения, называют устройство, предназначенное для превращения какого-либо вида энергии в энергию электромагнитных излучений, лежащих в оптическом диапазоне спектра. Последний, как известно, разделяется на три области: ультрафиолетовую с длинами волн от 100 до 380 нм, видимую с длинами волн от 380 до 770 нм и инфракрасную с длинами волн от 770 до 106 нм [1].
Возникновение оптического излучения связано с изменением энергетических состояний валентных электронов, входящих в состав излучающего тела. Спектр излучения определяется энергетическими состояниями, которые могут принимать электроны в результате сообщения телу внешней энергии, т. е. строением тела, составляющих его атомов и молекул [1].
По физической природе оптическое излучение делят на тепловое излучение и люминесценцию.










1. 1. 2. Люминесценция и фотолюминесценция


В основе действия люминесцентных источников света лежат различные способы превращения отдельных видов энергии непосредственно в оптическое излучение. Оно возникает при локализованном поглощении внешней энергии частицами вещества с последующим излучением этой энергии и поэтому не связано с тепловым состоянием тела. Благодаря этому при люминесценции возможно более эффективное преобразование подводимой энергии в оптическое излучение. Люминесценцией называют спонтанное излучение, избыточное по сравнению с тепловым, если его длительность значительно превышает период колебаний электромагнитной волны соответствующего излучения. Люминесценция наблюдается в газообразных, жидких и твердых телах. Спектр люминесценции может состоять из отдельных линий (излучение отдельных атомов и ионов), полос (излучение молекул) и непрерывных участков (излучение твердых тел и жидкостей). Твердые или жидкие вещества, способные излучать свет под действием различного рода возбуждений, называют люминофорами [1].
Фотолюминесценция — оптическое излучение, возникающее в результате поглощения оптического излучения другого источника. В парах и газах наблюдается множество видов фотолюминесценции, определяемых энергией поглощаемых фотонов и строением поглощающих атомов, ионов или молекул. Например, резонансная флюоресценция паров и газов и многие другие виды, играющие большую роль в излучении разрядных ламп, особенно низкого давления. Фотолюминесценция люминофоров широко применяется в люминесцентных и некоторых других разрядных лампах [1].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Рохлин Г. Н. Разрядные источники света/ Г. Н. Рохлин. – Москва Энергоатомиздат, 1991. – 720 с.
2. Панько С. В. «Система питания дуговой лампы сверхвысокого давления с прецизионной стабилизацией светового потока» [Электронный ресурс]: URL: http://www.komisc.ru/mathematics/Colleagues/panko/articles/07.pdf (дата обращения 04.05.23)
3. Буглакова С. А. «Источники питания» [Электронный ресурс]: URL: https://studopedia.su/13_119720_vvedenie.html (дата обращения 06.05.23)
4. Камруков А. С. Импульсные ксеноновые лампы/ А. С. Камруков, А. И. Кулебякина. – Москва МГТУ, 2011. – 87 с.
5. Литвиненко Т. Н. «Повышение энергоэффективности формирователей высоковольтных импульсов с наносекундной длительностью» [Электронный ресурс]: URL: https://ela.kpi.ua/bitstream/123456789/17677/1/Lytvynenko_diss.pdf (дата обращения 01.05.23)
6. Горшков Б. И. Элементы радиоэлектронных устройств: Справочник Москва «Радио и связь» / Б . И. Горшков. – Москва: Радио и связь, 1988. – 176 с

Весь текст будет доступен после покупки