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DE1179298B - High frequency powered spectral lamp with accessories - Google Patents

High frequency powered spectral lamp with accessories

Info

Publication number
DE1179298B
DE1179298B DEV21304A DEV0021304A DE1179298B DE 1179298 B DE1179298 B DE 1179298B DE V21304 A DEV21304 A DE V21304A DE V0021304 A DEV0021304 A DE V0021304A DE 1179298 B DE1179298 B DE 1179298B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
discharge
frequency
lamp
rubidium
spectral
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEV21304A
Other languages
German (de)
Inventor
William Earl Bell
Arnold Lapin Bloom
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Varian Medical Systems Inc
Original Assignee
Varian Associates Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Varian Associates Inc filed Critical Varian Associates Inc
Publication of DE1179298B publication Critical patent/DE1179298B/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J65/00Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J65/04Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels
    • H01J65/042Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field
    • H01J65/048Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field the field being produced by using an excitation coil

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)

Description

UNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDUNDESREPUBLIC OF GERMANY

EUTSCHESEUCHES

PATENTAMTPATENT OFFICE

/tfJSLEGESCHRIFT/ tfJSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: HOIj Boarding school Kl .: HOIj

Deutsche Kl.: 2If-82/01 German class: 2If-82/01

Nummer: 1179 298Number: 1179 298

Aktenzeichen: V 21304 VIII c / 21 f File number: V 21304 VIII c / 21 f

Anmeldetag: 14. September 1961Filing date: September 14, 1961

Auslegetag: 8. Oktober 1964Opening day: October 8, 1964

ι Die Erfindung betrifft eine hochfrequenzgespeiste pektrallampe mit Zubehör, bei der eine elektrodenpse elektrische Entladungslampe verwendet wird. J Insbesondere betrifft die Erfindung eine Spektral- ^mpenanordnung, welche bei Untersuchungen opti-Icher polarisierter Quantenzustände im Rahmen der iptischen Anregung Anwendung finden kann. Die »ei derartigen Anordnungen zu erhebenden Fordeungen bestehen darin, daß die Strahlung auf einen ehr schmalen Spektralbereich begrenzt sein muß, ίο !eringen Tntensitätsschwankungen unterliegt, prakisch keine Linienumkehr zeigt und einen möglichst liedrig liegenden Störpegel aufweist.The invention relates to a high-frequency fed Spectral lamp with accessories that uses an electrode pse electric discharge lamp. In particular, the invention relates to a spectral arrangement which is opti-Icher during examinations polarized quantum states can be used in the context of iptic excitation. the “The requirements to be made in such an arrangement are that the radiation should affect one or narrow spectral range must be limited, ίο ! eringen is subject to fluctuations in intensity, shows practically no line reversal and as much as possible has loosely lying interference level.

Für Anordnungen der vorstehend erörterten Art vurden von der Schutzrechtsinhaberin bereits hochrequenzgespeiste Spektrallampen vorgeschlagen, die nit einer Alkalidampfentladung derart arbeiten, daß lie den Alkalidampf entwickelnde Substanz sich in dnem Reservoirraum befindet, der gegenüber dem intladungsraum auf niedrigerer Temperatur gehalen wird.For orders of the type discussed above, high-frequency feeds have already been used by the proprietor of the property rights Proposed spectral lamps that work with an alkali vapor discharge in such a way that Let the substance evolving alkali vapor is located in the reservoir space opposite the The cargo space is kept at a lower temperature.

Es sind bereits durch Hochfrequenzfelder zum .xuehten gebrachte elektrodenlose Gasentladungsampen bekannt, die Quecksilberdampf oder Alkali-Jampf zur Entladung ausnutzen.There are already electrodeless gas discharge lamps brought to the surface by high-frequency fields known to use mercury vapor or alkali vapor for discharge.

Eine hochfrequenzgespeiste Spektrallampe mit Zu- >ehör unter Anwendung einer elektrodenlosen Entadungslampe, deren Lampenkolben einen Reservoireil aufweist, in welchem sich eine einen Dampf für lie Entladung entwickelnde Substanz befindet und fieren Reservoirraum auf einer niedrigeren Temperatur als der Entladungsraum gehalten wird, kennzeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch, daß der Kolben der Entladungslampe aus einem Material be-Ueht, welches zum Zwecke einer gewissen Aufheifung nicht unbeträchtliche Hochfrequenzverluste hat, Jind daß zur induktiven Anregung der Hochfrequenztntladung eine als ein Flachspulenpaar ausgebildete und den Lampenkolben beiderseits einschließende Spulenanordnung vorgesehen ist und sich der als seit-Hcher Ansatz ausgebildete Reservoirraum in der ymmetrieebene zwischen den Flachspulen nach Unten erstreckt.A high-frequency powered spectral lamp with listening using an electrodeless discharge lamp, whose lamp bulb has a reservoir part in which there is a vapor for The substance developing the discharge is located and the reservoir space is at a lower temperature as the discharge space is held, is characterized according to the invention in that the The bulb of the discharge lamp is made of a material which, for the purpose of a certain heating has not inconsiderable high-frequency losses, Jind that for the inductive excitation of the high-frequency discharge one designed as a pair of flat coils and enclosing the lamp bulb on both sides Coil arrangement is provided and the reservoir space formed as a Seit-Hcher approach is in the ymmetrieplane extends downward between the flat coils.

Eine bevorzugte Ausfühfungsform der Erfindung iieht vor, daß dem Lampenkolben benachbart eine jeneratoranordnung zur Erzeugung der Hochrequenz angeordnet ist und die Entladungslampe >ich in einem abgeschlossenen, mit Luft von Atmoiphärendruck gefüllten Raum befindet zu dem wecke, daß für die Entladungslampe optimale thernische Umgebungsbedingungen sichergestellt sind. Die Entladungslampe wird zweckmäßigerweise mit Hochfrequenzgespeiste Spektrallampe
mit Zubehör
A preferred embodiment of the invention provides that a generator arrangement for generating the high frequency is arranged adjacent to the lamp bulb and the discharge lamp is located in a closed room filled with air at atmospheric pressure to ensure that optimal thermal ambient conditions are ensured for the discharge lamp. The discharge lamp is expediently powered by a high-frequency spectral lamp
with accessories

Anmelder:Applicant:

Varian Associates, Palo Alto, Calif. (V. St. A.)Varian Associates, Palo Alto, Calif. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr. phil. G. B. Hagen, Patentanwalt,Dr. phil. G. B. Hagen, patent attorney,

München-Solln, Frans-Hals-Str. 21Munich-Solln, Frans-Hals-Str. 21

Als Erfinder benannt:
William Earl Bell, Palo Alto, Calif.,
Arnold Lapin Bloom, Menlo Park, Calif.
(V. St. A.)
Named as inventor:
William Earl Bell, Palo Alto, Calif.,
Arnold Lapin Bloom, Menlo Park, Calif.
(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

V. St. ν. Amerika vom 16. September 1960V. St. ν. America September 16, 1960

(56 412)(56 412)

Rubidiumdampf betrieben, wobei zur Erleichterung des Startens die Entladungslampe Kryptongas enthält. Rubidium vapor operated, the discharge lamp containing krypton gas to facilitate starting.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, daß die beiden Hälften der zur Anregung der Entladung vorgesehenen Spulenanordnung so spiegelbildlich gewickelt sind, daß die Spannung führenden Endwicklungen beider Hälften einander zugewendet sind.It has proven to be useful that the two halves of the provided for excitation of the discharge Coil arrangement are wound in mirror image that the voltage-carrying end windings both halves are facing each other.

Die vorstehenden Merkmale und weitere Zweckmäßigkeiten des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der Beschreibung und den Figuren. Von den Figuren zeigtThe above features and other usefulnesses of the subject matter of the invention result from the description and the figures. From the figures shows

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen elektrodenlosen Entladungsvorrichtung, 1 shows a partially sectioned side view of an electrodeless discharge device according to the invention,

F i g. 2 einen Querschnitt entsprechend der Schnittlinie 2-2 der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung,F i g. FIG. 2 shows a cross section corresponding to the section line 2-2 of the FIG. 1 shown device,

F i g. 3 eine schematische Darstellung des Schwingungserzeugers, welcher die zum Betrieb der Entladungsvorrichtung gemäß F i g. 1 dienenden Schwingungen liefert,F i g. 3 is a schematic representation of the vibration generator which is used to operate the discharge device according to FIG. 1 supplies serving vibrations,

Fig. 4 eine schematische Darstellung der optischen Vorrichtung, in> der die erfindungsgemäße Entladungsvorrichtung zur Benutzung bestimmt ist.Fig. 4 is a schematic representation of the optical device, in> which the discharge device according to the invention is intended for use.

F i g. 1 zeigt in einem Maßstab von ungefähr 2:1 eine räumlich gedrängte und leichte Entladungs-F i g. Figure 1 shows on a scale of approximately 2: 1 a spatially compact and light discharge

409 690/14+409 690/14 +

lampe, die gegenüber den äußeren thermischen Bedingungen und mechanischen Erschütterungen gesichert ist und insbesondere dem Zwecke dient, mit hoher Intensität eine der AIkaIimetalldampf-»D«- Linie entsprechende Strahlung zu liefern, wobei die Vorrichtung zur Anwendung in einem transportablen und räumlich gedrängten optischen Untersuchungsgerät bestimmt ist. lamp that opposed to external thermal conditions and mechanical vibrations is secured and in particular serves the purpose with of high intensity to deliver radiation corresponding to the alkali metal vapor "D" line, whereby the Device is intended for use in a transportable and spatially compact optical examination device.

Die Entladungslampe 1 ist mittels eines hervorstehenden verstärkten Wandteiles 2, der ein kleines Alkalimetalldampfreservoir 3 bildet, in einen elastischen Silikongummi-Distanzierteil 4 eingesetzt, wobei der Teil 4 auf eine mit Kupfer bekleidete, aus Epoxyglas bestehende und einen gedruckten Stromkreis bildende Platte S aufgesetzt ist. Die Entladungslampe ist federnd in der aufgeteilten Spulenanordnung 6 gelagert, wobei die Spulenanordnung auf der Platte 5 angeordnet ist. Die Entladungslampe 1 befindet sich in einem thermischen Schutzgefäß 7, welches mit Luft von Atmosphärendruck gefüllt ist, wobei das Glasgefäß 7 an die Platte 5 angekittet ist; ein kleiner halbmondförmiger, aus Silikongummi bestehender Distanzierkörper 8 ist zwischen dem Gefäß 7 und der Entladungslampe 1 eingepreßt. An der Unterseite der den Stromkreis bildenden Platte ist ein sich selbst regelnder einen konstanten Strom liefernder Schwingungserzeuger vorgesehen, der im einzelnen in F i g. 3 beschrieben ist und aus zwei Miniaturtrioden 9 besteht, die von einer Klemme 11 mit Anodenspannung versorgt werden; 12 ist die Klemme zur Zuführung des Heizstromes, und 13 ist die Erdungsklemme, wobei diese Klemmen an dem Aluminiumdeckel 14 befestigt sind. An dem Deckel 14 befinden sich zwei ein Zylindersegment bildende und aus Aluminium bestehende Erwärmungskörper, an denen zwei versilberte Klammern 16 befestigt sind, welche wärmeleitend die Röhren 9 umgreifen. Ein aus Silikongummi bestehender O-Ring 17 ist an der oberen Seite der Blöcke 15 angeordnet und bildet ein Kissen für die den Stromkreis tragende Platte 5. Die gesamte die Entladungslampe und den Schwingungserzeuger bildende Anordnung ist gut passend in den Aluminiummantel 18 eingesetzt und gegenüber dem Reflektor 19 durch den O-Ring 20, der das becherförmige Gefäß 7 umgibt, elastisch abgedichtet.The discharge lamp 1 is inserted into an elastic silicone rubber spacer part 4 by means of a protruding reinforced wall part 2, which forms a small alkali metal vapor reservoir 3, the part 4 being placed on a plate S clad with copper, made of epoxy glass and forming a printed circuit. The discharge lamp is resiliently mounted in the divided coil arrangement 6, the coil arrangement being arranged on the plate 5. The discharge lamp 1 is located in a thermal protective vessel 7 which is filled with air at atmospheric pressure, the glass vessel 7 being cemented to the plate 5; a small crescent-shaped spacer body 8 made of silicone rubber is pressed between the vessel 7 and the discharge lamp 1. On the underside of the plate forming the circuit there is provided a self-regulating vibration generator which supplies a constant current and is shown in detail in FIG. 3 is described and consists of two miniature triodes 9, which are supplied from a terminal 11 with anode voltage; 12 is the terminal for supplying the heating current, and 13 is the grounding terminal, these terminals being attached to the aluminum cover 14. On the cover 14 there are two heating bodies which form a cylinder segment and are made of aluminum, to which two silver-plated brackets 16 are attached, which grip around the tubes 9 in a heat-conducting manner. An O-ring 17 made of silicone rubber is arranged on the upper side of the blocks 15 and forms a cushion for the plate 5 carrying the circuit 19 by the O-ring 20, which surrounds the cup-shaped vessel 7, elastically sealed.

Das Entladungsgefäß 1 hat einen Durchmesser von ungefähr 1 cm und bildet eine kleine intensive Lichtquelle, die scharf fokussiert werden kann. Die minimal erforderliche Frequenz zum Betrieb einer Entladungslampe dieser Größe ist ungefähr 60 MHz. Ströme höherer Frequenz liefern schmalere Emissionslinien und weniger intensive störende Strahlung und ferner geringere Härtung durch Metallzerstäubung, was sich offenbar dadurch ergibt, daß die Entladungsteilchen eine geringere mittlere freie Weglänge pro Entladungszyklus haben. Die in Fig. 3 dargestellte Schwingungserzeugervorrichtung ist in ihrem Aufbau sehr einfach und ist wirkungsvoll und erzeugt geringe Störungen. Die die Strahlung anregende Spulenanordnung wirkt als selbst schwingende Spule und wird ihrerseits in Gegentakt von den Verstärkertrioden 9 erregt, welche durch die kreuzweise von den Anoden zu den Gitterelektroden führenden Kapazitäten 30 miteinander gekoppelt sind, so daß Schwingungen von ungefähr 100 MHz aufrecht erhalten werden.The discharge vessel 1 has a diameter of approximately 1 cm and forms a small, intense light source, that can be sharply focused. The minimum frequency required to operate a discharge lamp this size is about 60 MHz. Higher frequency currents produce narrower emission lines and less intense disturbing radiation and also less hardening through metal atomization, which evidently results from the fact that the discharge particles have a smaller mean free path have per discharge cycle. The vibrator device shown in Fig. 3 is in its structure is very simple and efficient and generates little interference. The one that stimulates radiation Coil arrangement acts as a self-oscillating coil and is in turn in push-pull from the Amplifier triodes 9 excited, which lead through the crosswise from the anodes to the grid electrodes Capacities 30 are coupled together so that oscillations of approximately 100 MHz are maintained can be obtained.

Gitterwiderstände 32 liefern die für den C-Betrieb der Röhren erforderliche negative Vorspannung. Ein Anodenkreiswiderstand 31 und eine Querkapazität 33 entkoppeln den Hochfrequenzschwingungskreis von der Gleichstromquelle.Grid resistors 32 provide the negative bias voltage required to operate the tubes in C. A The anode circuit resistor 31 and a transverse capacitance 33 decouple the high-frequency oscillating circuit from the DC power source.

Die beiden Hälften der zur Anregung dienenden Spulenanordnung 6 sind in einer solchen Weise spiegelbildlich, gegenläufig gewickelt, daß die einander zugekehrten Innenseiten 35 der Spulenhälften die Hochfrequenz führen, während die Außenseiten hochfrequenzmäßig »kalt« sind. Wenn eine Entladung eingeleitet wird, ergibt sich ein starkes elektrisches Feld zwischen den Endwicklungen 35, wodurch das Zünden der Entladung erleichtert wird; danach wird die Entladung durch das hochfrequente magnetische Feld der Spulenanordnung aufrechterhalten, welches in gleichmäßiger Weise das in unmittelbarer Nähe angeordnete Entladungsgefäß 1 durchsetzt. Durch die Aufteilung der Spulenanordnung wird ferner sowenig wie möglich die optische Strahlung behindert.The two halves of the coil arrangement 6 used for excitation are mirror images in such a way that wound in opposite directions that the facing inner sides 35 of the coil halves the Lead high frequency, while the outer sides are high frequency "cold". When a discharge is initiated, there is a strong electric field between the end windings 35, whereby the ignition of the discharge is facilitated; after that the discharge through the high frequency magnetic field of the coil arrangement maintained, which in a uniform manner that in the immediate Discharge vessel 1 arranged in the vicinity is penetrated. By dividing the coil arrangement furthermore, the optical radiation is obstructed as little as possible.

Die Stromversorgungsanordnung ist eine einen konstanten Strom liefernde, eine hohe innere Impedanz aufweisende Anordnung, so daß die Anodenspannung und dem entsprechend die abgegebene Hochfrequenzleistung umgekehrt proportional der Leitfähigkeit der Entladungslampe ist. Da die Intensität der Entladung unmittelbar von der Leitfähigkeit des Plasmas abhängt, werden Schwankungen der Intensität der Entladungslampe dadurch kompensiert, daß entsprechende gegensinnige Schwankungen der zum Betrieb vorgesehenen Leistung erfolgen. Bei einem ausgeführten Modell war der gesamte Leistungsbedarf, die Leistung der Glühkathoden eingerechnet, ungefähr 6 Watt.The power supply arrangement is a constant current delivering, a high internal impedance having arrangement, so that the anode voltage and the corresponding output High frequency power is inversely proportional to the conductivity of the discharge lamp. Because the intensity of the discharge depends directly on the conductivity of the plasma, fluctuations in intensity will occur the discharge lamp is compensated by the fact that corresponding fluctuations in the opposite direction of the the service provided for the operation. In one model that was executed, the total power requirement was Including the power of the hot cathodes, about 6 watts.

Die Entladungslampe 1 besteht aus einem Material, welches nicht unerhebliche elektrische Verluste bei der Betriebsfrequenz der Entladungslampe hat. Ein Material, welches sich für diese Zwecke eignet und außerdem den Vorteil hat. daß es sich leicht verarbeiten läßt und durch das Alkalimetall nicht angegriffen wird und fernerhin beträchtliche thermische Stoßbeanspruchungen verträgt, ist ein Borosilikatglas, beispielsweise Pyrex-7740-Glas, welches in einer Stärke von ungefähr 0,12 bis 0,25 mm verarbeitet ist. Die durch die Entladungslampe verbrauchte Energie wird aufgeteilt auf die Glasvvandung und die Entladung, wobei das Eindringen des anregenden Feldes beschränkt ist durch die Leitfähigkeit der Entladung. Unter diesen Umständen befinden sich die Atome, welche eine spektrale Strahlung verursachen, in der Nähe der Wandung der Entladungslampe, welche auf einer für die Strahlung geeigneten Temperatur durch die Energieabsorption in der Glaswandung gehalten wird: die als Selbstumkehr bekannte Erscheinung, bei der optische Strahlung in dazwischenliegenden kalten Atomen, die eine sehr schmale der Emissionslinie der strahlenden Atome entsprechende Absorptionslinie haben, wird dadurch sehr gering. Die Anordnung hat ferner einen selbst stabilisierenden Einfluß in bezug auf die Entladung, da eine Tendenz der Entladung, geringer zu werden, dadurch kompensiert wird, daß in stärkerem Maße Hochfrequenzenergie in der Entladung verbraucht wird und dadurch die Leitfähigkeit abnimmt.The discharge lamp 1 consists of a material that has not inconsiderable electrical losses at the operating frequency of the discharge lamp. A material that is suitable for these purposes and also has the advantage. that it is easy to work with and is not attacked by the alkali metal and is also able to withstand considerable thermal shock loads, is a borosilicate glass, for example Pyrex 7740 glass, which is processed in a thickness of approximately 0.12 to 0.25 mm. The energy consumed by the discharge lamp is divided between the glass wall and the discharge, the penetration of the exciting field is limited by the conductivity of the discharge. Under these circumstances the atoms which cause spectral radiation are in the Near the wall of the discharge lamp, which is at a temperature suitable for the radiation through energy absorption is held in the glass wall: the phenomenon known as self-reversal the optical radiation in intervening cold atoms, which is a very narrow line of emission radiating atoms have the corresponding absorption line, becomes very small. The arrangement has furthermore a self-stabilizing influence with regard to the discharge, since a tendency of the discharge, to be less, is compensated by the fact that more high frequency energy in the discharge is consumed and thereby the conductivity decreases.

Um das Starten einer Alkalidampfentladung zu erleichtern, verwendet man im allgemeinen als Füllgas Argon. Die Verwendung eines solchen Füllgases indessen führt häufig zu einer Erscheinung, bei der die Entladung zwischen dem Füllgas und dem Alkali-In order to make it easier to start an alkali vapor discharge, the filling gas is generally used Argon. The use of such a filling gas, however, often leads to a phenomenon in which the Discharge between the filling gas and the alkali

Claims (10)

5 65 6 dampf hin und her schwankt, wodurch sich beträcht- welche die Zelle 42 durchsetzt. Unter dem Einfluß liehe Intensitätsschwankungen ergeben. Es hat sich der optischen Strahlung richten sich die meisten gezeigt, daß bei Verwendung von Krypton als Füll- Atome schnell auf den nicht absorbierenden Zustand gas bei einem Druck von 1 bis 3 Torr solche instabile durch einen Prozeß aus, der zuweilen als »optisches Schwingungen vollständig vermieden werden, wäh- 5 Pumpen« bezeichnet wird und bei dem die absorbierend trotzdem das Zünden der Entladung leicht ist renden Atome in den angeregten P-Zustand gebracht und in zuverlässiger Weise Spektralstrahlung im Be- werden und in den nicht absorbierenden Feinstruktrieb erzielt wird. Es hat sich ferner gezeigt, daß die turzustand übergehen. Wenn ein Hochfrequenzstrom Verwendung des radioaktiven Isotops Krypton 85 als von genau der Frequenz der Trennung der UnterFüllung der Entladungslampe die Zündspannungen io niveaus der Spule 44, welche die Absorptionszelle 42 noch weiter herabsetzt, was unter Umständen er- umgibt, zugeführt wird, so wird die Besetzung der wünscht ist. Eine Rubidium-Dampf-Spektrallampe, verschiedenen Unterniveaus der Atome ausgeglichen, enthaltend 1 mg Rubidium gemischt mit einer 2-Torr- und es ergibt sich ein Signal in der Photozelle 43 in-Kryptonfüllung, wurde untersucht, und es ergab sich folge der vergrößerten Absorption der Zelle, eine Lebensdauer von mindestens 1000 Stunden bei 15 Diese Anordnung kann bei einem Magnetometer vollständiger Stabilität. Die Kryptonfüllung eignet Anwendung finden, in welchem die Frequenz des die sich insbesondere zur Verwendung mit Rubidium, Spulenanordnung durchfließenden Stromes ein Signal dessen Isotope angereichert sind. Im allgemeinen aber in der Photozelle hervorruft, welches für die Stärke verwendet man Entladungslampen mit natürlichem des äußeren Magnetfeldes maßgeblich ist. Um eine Rubidium, da solche Entladungslampen besonders 20 Verzerrung des Magnetfeldes, welches gemessen werfür die Anzeige in optischen Absorptionszellen ge- den soll, nach Möglichkeit zu verhüten, können Trioeignet sind, welche entweder angereichert Rubi- den aus Titankeramik verwendet werden. In Andium 85 oder Rubidium 87 enthalten, wobei die betracht der Gegentakterregungsschaltung gleichen Schwierigkeit des Hersteilens von angereichertem sich die Magnetfelder, die von den Anodenströmen Rubidium, welches im allgemeinen nur in Form einer 25 herrühren, in erster Ordnung aus. Um noch weiter Salzverbindung zur Verfügung steht, vermieden wird. die Verzerrung zu unterdrücken, können die Verstär-Steam fluctuates back and forth, causing the cell 42 to penetrate considerably. Under the influence lent intensity fluctuations result. It has been directed most of the optical radiation showed that when krypton is used as filling atoms, it quickly changes to the non-absorbent state gas at a pressure of 1 to 3 Torr such unstable through a process that is sometimes called "optical Vibrations are completely avoided, which is called "pumps" and in which the absorbing anyway the ignition of the discharge is easily brought generating atoms into the excited P-state and in a reliable way spectral radiation in the loading and in the non-absorbing fine structure is achieved. It has also been shown that the fall state pass. When a high frequency current Use of the radioactive isotope Krypton 85 as of exactly the frequency of the separation of the underfill of the discharge lamp, the ignition voltages io levels of the coil 44, which the absorption cell 42 If what is possibly surrounding is reduced still further, then the occupation becomes the wishes is. A rubidium vapor spectral lamp, different sublevels of the atoms balanced, Contains 1 mg of rubidium mixed with a 2-Torr and there is a signal in the photocell 43 in krypton filling, was examined, and it was found, due to the increased absorption of the cell, a service life of at least 1000 hours at 15 This arrangement can be used in a magnetometer complete stability. The krypton filling is suitable find application in which the frequency of the a signal especially for use with rubidium, coil arrangement flowing through a signal whose isotopes are enriched. In general, however, it causes in the photocell which is responsible for the strength If you use discharge lamps with a natural external magnetic field, this is decisive. To a Rubidium, as such discharge lamps especially distort the magnetic field, which is measured The display in optical absorption cells should be prevented if possible, can be trio-suitable which are either enriched rubids made of titanium ceramic are used. In andium 85 or Rubidium 87, the considerations of the push-pull excitation circuit being the same Difficulty in producing enriched magnetic fields generated by the anode currents Rubidium, which generally only comes in the form of a 25, in the first order. To go even further Salt compound is available, is avoided. To suppress the distortion, the amplification Die Entladungslampe 1. wird in einfacher Weise in kerröhren über eine lange Übertragungsleitung mit einer konstanten thermischen Isolierung dadurch ge- der erregenden Spulenanordnung verbunden werden, halten, daß ein Luftvolumen von Atmosphärendruck Gemäß einer anderen Ausführangsform kann die unter der Glashaube 7 eingeschlossen ist. Diese An- 30 Zelle 42 mit angereichertem Rubidium-87-Dampf geordnung ist ebenso wirksam wie ein gutes Vakuum füllt sein und in einem Mikrowellenhohlraum angein bezug auf das Aufrechterhalten der Entladung bei ordnet sein, wobei das Filter 40 und der Polarisator der optimalen Temperatur, die für Rubidium un- 41 durch eine Filterzelle ersetzt sein können, welche gefahr bei 130 0C liegt, ungeachtet, welche Bedingun- angereicherten Rubidium-85-Dampf enthält. Unter gen im Raum herrschen, und stellt sicher, daß die 35 diesen Umständen ergibt sich ein Signal in der Entladung auf die Entladungslampe selbst beschränkt Photozelle, wenn die Frequenz der dem Mikroist, auch wenn im Außenraum sehr niedriger Druck wellenhohlraum zugeführten Schwingung ungefähr herrscht. Die Temperatur des Metallreservoirs 3 wird 6834 MHz entspricht, welche Frequenz für einen so gehalten, daß sich ein möglichst günstiger Dampf- überfeinstrukturellen Übergang maßgeblich ist. Da druck in der Entladung ergibt, beispielsweise im Falle 40 dieser Übergang unabhängig von dem äußeren von Rubidium beträgt die Temperatur 100 0C, wobei Magnetfeld ist, kann das von der Photozelle 43 abzu diesem Zwecke sich eine Wärmeströmung durch geleitete Signal dazu verwendet werden, um die Fredie Reservoirwandung 2, den Distanzierkörper 3 und quenz eines Mikrowellengenerators zu stabilisieren die Grundplatte 5 ergibt; die durch, die Röhren 9 er- und dadurch eine Normalfrequenz zu erhalten, zeugte Wärme wird von dem Gehäuse 18 abgestrahlt, 45 Da die Spektralintensität der Entladungslampe 1 welches eine Wärmesenke von einer Temperatur von stark innerhalb der Absorptionslinie der Zelle 43 aufungef ährt 50 bis 60 0C bildet. Da die Temperatur des gelöst ist, so wird die optische Strahlung außerhalb Reservoirs niedriger ist als die der Entladungszone, dieser Linie, die ein Störsignal darstellen würde, stark ergibt sich keine Kondensation des Dampfes an den verringert. Es wurde bereits erörtert, daß sich nur Wandungen der Entladungslampe und kein die Ent- 50 sehr geringe Intensitätsschwankungen der zu dem ladung störendes Wandern von Metallteilchen. Signal beitragenden Strahlung ergeben. Aus diesemThe discharge lamp 1. is connected in a simple manner in tubulars via a long transmission line with constant thermal insulation by keeping an air volume at atmospheric pressure. This cell 42 enriched with rubidium-87 vapor is as effective as having a good vacuum fill and being in a microwave cavity with respect to maintaining the discharge at the proper level, with the filter 40 and polarizer being at the optimum temperature may be replaced for rubidium un- 41 through a filter cell which is dangerous at 130 0 C, regardless of which Bedingun- enriched rubidium-85 vapor. Under conditions prevail in the room, and ensures that the 35 these circumstances results in a signal in the discharge to the discharge lamp itself limited photocell when the frequency of the oscillation supplied to the micro is approximately, even if in the outer space very low pressure wave cavity. The temperature of the metal reservoir 3 corresponds to 6834 MHz, which frequency is considered to be such that the most favorable vapor-over-fine structural transition is decisive. Since pressure in the discharge results, for example in case 40, this transition is independent of the outside of rubidium, the temperature is 100 0 C, where the magnetic field is, the from the photocell 43 from this purpose, a heat flow can be used by conducted signal to the Fredie reservoir wall 2, the spacer body 3 and the frequency of a microwave generator to stabilize the base plate 5 results; The heat generated by the tubes 9 and thereby a normal frequency is radiated from the housing 18, 45 Since the spectral intensity of the discharge lamp 1, which a heat sink from a temperature of well within the absorption line of the cell 43 approaches 50 to 60 0 C forms. Since the temperature of the is dissolved, so the optical radiation outside the reservoir is lower than that of the discharge zone, this line, which would represent an interference signal, there is no condensation of the vapor on the greatly reduced. It has already been discussed that there are only walls of the discharge lamp and not the very slight fluctuations in intensity of the migration of metal particles which interfere with the charge. Signal contributing radiation result. For this Eine Anordnung eines optischen Untersuchungs- Grunde haben die optischen Anzeigegeräte gemäß gerätes unter Anwendung einer erfindungsgemäßen der Erfindung außerordentlich hohe Empfindlichkeit Entladungsvorrichtung ist in F i g, 4 gezeigt. Ein opti- und eine niedrige Störziffer. Mit der erörterten Anscher Strahl einer Rubidiumentladungslampe 1 durch- 55 Ordnung sind Magnetometerempfindlichkeiten von setzt ein Interferenzfilter 40, welches die 7800-A-D2- 0,01 γ und kurzzeitige Frequenzstabilitäten von Linie unterdrückt, während die 7948-Ä-Dj-Linie hin- 1:1012 erzielbar, durchgelassen wird, und ferner einen zirkulär polarisierenden Polarisator 41 und eine optische Absorb- Patentansprüche: tionszelle 42, die angereichert Rubidium-85-Dampf 60The optical display devices according to the invention have an arrangement of an optical investigation base using an extraordinarily high sensitivity discharge device according to the invention is shown in FIG. One positive and one low error number. With the discussed Anscher beam of a rubidium discharge lamp 1 through 55 order, magnetometer sensitivities are set by an interference filter 40, which suppresses the 7800-AD 2 - 0.01 γ and short-term frequency stabilities of line, while the 7948-λ-Dj line is down to 1 : 10 12 achievable, is transmitted, and furthermore a circularly polarizing polarizer 41 and an optical absorbent enthält, worauf die Strahlung auf die Photozelle 43 1. Hochfrequenzgespeiste Spektrallampe mitcontains, whereupon the radiation on the photocell 43 1. High-frequency-fed spectral lamp with fällt. Das Grundniveau der Atome in der Zelle 42 Zubehör unter Anwendung einer elektrodenlosenfalls. The basic level of atoms in the cell 42 using an electrodeless accessory wird durch ein äußeres magnetisches Feld in ver- Entladungslampe, deren Lampenkolben einenis generated by an external magnetic field in the discharge lamp, the bulb of which has a schiedene magnetische Unterniveaus aufgespalten, Reservoirteil aufweist, in welchem sich eine einensplit up different magnetic sub-levels, reservoir part in which one is located wobei die Unterniveaus durch eine Frequenz von 65 Dampf für die Entladung entwickelnde Substanzthe sub-level by a frequency of 65 Vapor for the discharge-evolving substance 4,66 Hz pro Gamma (1 γ—10~5 Gauß) getrennt sind; befindet und deren Reservoirraum auf einer nied-4.66 Hz per gamma (γ- 1 10 ~ 5 gauss) are separated; and its reservoir space is on a low das eine dieser Grundniveaus absorbiert nicht in be- rigeren Temperatur als der Entladungsraum ge-one of these basic levels does not absorb at a higher temperature than the discharge space. zug auf die gefilterte und polarisierte Lichtstrahlung, halten wird, dadurch gekennzeichnet.pull on the filtered and polarized light radiation, is characterized. daß der Kolben der Entladungslampe (1) aus einem Material besteht, welches zum Zwecke einer gewissen Aufheizung nicht unbeträchtliche Hochfrequenzverluste hat, daß zur induktiven Anregung der Hochfrequenzentladung eine als ein Flachspulenpaar (6) ausgebildete und den Lampenkolben (1) beiderseits einschließende Spulenanordnung vorgesehen ist und daß sich der als seitlicher Ansatz ausgebildete Reservoirraum (3) in der Symmetrieebene zwischen den Flachspulen nach unten erstreckt.that the bulb of the discharge lamp (1) consists of a material which for the purpose a certain heating has not inconsiderable high frequency losses that to inductive Excitation of the high-frequency discharge designed as a flat coil pair (6) and the Lamp bulb (1) on both sides enclosing coil arrangement is provided and that the as lateral approach formed reservoir space (3) in the plane of symmetry between the flat coils extends downwards. 2. Spektrallampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lampenkolben aus Borosilikatglas besteht.2. Spectral lamp according to claim 1, characterized in that the lamp bulb made of borosilicate glass consists. 3. Spektrallampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des Lampenkolbens ungefähr 12 bis 25 μΐη beträgt.3. Spectral lamp according to claim 2, characterized in that the wall thickness of the lamp bulb is approximately 12 to 25 μm. 4. Spektrallampe nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß Wärmeableitmittel (5) vorgesehen sind, welche eine Wärmeströmung von dem Reservoirteil 2,3) der Entladungslampe (1) aufnehmen.4. Spectral lamp according to claim 1 or one of the following, characterized in that heat dissipation means (5) are provided which receive a heat flow from the reservoir part 2, 3) of the discharge lamp (1). 5. Spektrallampe nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Lampenkolben (1) einen Durchmesser von etwa 1 cm hat und ungefähr 1 mg Rubidium und als Gasfüllung vorzugsweise Krypton enthält.5. Spectral lamp according to claim 1 or one of the following, characterized in that the Lamp bulb (1) has a diameter of about 1 cm and about 1 mg of rubidium and as Gas filling preferably contains krypton. 6. Spektrallampe nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß dem Lampenkolben (1) benachbart eine Generatoranordnung (9) zur Erzeugung der Hochfrequenzenergie angeordnet ist und die Entladungslampe6. Spectral lamp according to claim 1 or one of the following, characterized in that the The lamp bulb (1) is adjacent to a generator arrangement (9) for generating the high-frequency energy is arranged and the discharge lamp (1) sich in einem abgeschlossenen, mit Luft von Atmosphärendruck gefülltem Raum befindet.(1) is in an enclosed space filled with air at atmospheric pressure. 7. Spektrallampe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungserzeuger ein Multivibrator mit zwei Trioden (9) ist und die Anoden und Gitterelektroden derselben kapazitiv (30) wechselseitig miteinander verbunden sind.7. Spectral lamp according to claim 6, characterized in that the vibration generator is a multivibrator with two triodes (9) and the anodes and grid electrodes of the same are capacitive (30) are mutually connected to each other. 8. Spektrallampe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die die Hochfrequenzentladung anregende Spulenanordnung (6) im Gegentakt durch die Multivibratoranordnung angeregt wird und als Schwingkreisspule wirkt.8. Spectral lamp according to claim 7, characterized in that the high-frequency discharge stimulating coil arrangement (6) stimulated in push-pull by the multivibrator arrangement and acts as a resonant circuit coil. 9. Spektrallampe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hälften der Spulenanordnung (6) so spiegelbildlich gewickelt sind, daß die Spannung führenden Endwindungen (35) beider Hälften einander zugewendet sind.9. Spectral lamp according to claim 8, characterized in that the two halves of the coil arrangement (6) are wound in mirror image so that the live end turns (35) both halves are facing each other. 10. Spektrallampe nach Anspruch 6 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß10. Spectral lamp according to claim 6 or one of the following, characterized in that so Wärmeleitflächen (16) vorgesehen sind, welche die von der Multivibratoranordnung (9) erzeugte Wärme zur Außenseite (18) des Gehäuses ableiten. so heat conducting surfaces (16) are provided which dissipate the heat generated by the multivibrator arrangement (9) to the outside (18) of the housing. In Betracht gezogene Druckschriften:Considered publications: Deutsche Patentschriften Nr. 477 311, 615 732,
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German patent specifications No. 477 311, 615 732,
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USA.-Patentschriften Nr. 1 854 912, 2 975 330;
Taschenbuch für Chemiker und Physiker von J. D'Ans und E. Lax, 1. Auflage 1943, Tabelle 312, »Dielektrischer Verlustfaktor einiger Gläser«, S. 1370.
U.S. Patent Nos. 1,854,912, 2,975,330;
Paperback for chemists and physicists by J. D'Ans and E. Lax, 1st edition 1943, Table 312, "Dielectric loss factor of some glasses", p. 1370.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings «9 690/1« 9.64«9 690/1« 9.64 ι Bundesdnickcrei Berlinι Bundesdnickcrei Berlin
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