Brevet FR2326033A1 — publié le 19770422

L'invention concerne les lampes à cathode creuse. Les lampes à cathode creuse conviennent pour l'utilisa- tion en spectrophotométrie par absorption atomique et peuvent aussi être utilisées comme source de lumière pour des spectographes. Ces tubes à décharge comprennent normalement une enveloppe vidée contenant une anode et une cathode creuse, cette dernière contenant ltélément dont le spectre est recherché. L'enveloppe est alors remplie avec un gaz inerte sous une pression convenable pour produire une décharge luminescente dans le trou de la cathode. La cathode d'une lampe à cathode creuse est généralement formée d'un métal pur, alliage ou frittage. Le trou de la cathode possède normalement une section transversale circulaire et peut avoir un diamètre allant de 2mm à 1ohm. Cette forme n'est pas favorable à l'utilisation et au recueil de la lumière engendrée à la cathode puisque la plus grande partie de l'énergie lumineuse produite est perdue parce que n'atteignant que l'extérieur de la fente d'entrée du spectomètre. Conformément à l'invention, on prévoit une lampe à cathode creuse dans laquelle l'orifice du trou de cathode est une fente. La hauteur de la fente a seulement besoin d'entre compatible avec les limites de hauteur afférentes aux instruments sur lesquels la lampe à cathode creuse est montée. La largeur de cette fente doit être aussi faible qu possible, génhralement lmm. Les avantages de l'utilisation d'un orifice du trou de cathode en forme de fente sont les trois suivants 1. La quantité de lumière produite est supérieure par unité de surface de l'orifice (en supposant que le trou de cathode soit d'une section transversale uniforme) par rapport à celle produite par une cathode à trou cylindrique de même surface interne et commandée par le meme courant. 2. La qualité du rayonnement n'est pas défavorablement affectée, mais peut dans bien des cas être améliorée car la fuite d'atomes hors du trou peut etre limitée, en donnant à l'orifice une section transversale plus faible que précédemment. 3. La forme de la lueur luminescente est telle qu'un recueil plus efficace de la lumière, par exemple, par un spectromètre, peut être réalisé puisque une plus grande hauteur de fente d'entrée peut etre utilisée. Dans la spectrométrie par absorption atomique, la lumière émise par la cathode creuse est habituellement focalisée au centre d'une flamme ou d'un tube. Lorsqu'il se produit un changement rapide dans la population des atomes dans la flamme, l'utilisation de telles lampes peut être limitée, puisque les figures d'absorption obtenues décroîtront si la hauteur totale du faisceau est utilisée. Des limiteurs convenables de cette hauteur devront être utilisés, mais même alors, une plus grande quantité de lumière sera recueillie par le spectromètre pour les raisons exposées plus haut en ce qui concerne le point nO 1. Un mode de réalisation de l'invention va maintenant être décrit en se référant aux dessins d'accompagnement, dans lesquels - la figure 1 est une coupe longitudinale d'une lampe à cathode creuse établie selon l'invention - la figure 1A est une vue en bout de l'extrémité de gauche de la lampe représentée en figure i - la figure 18 est une vue en bout de l'extrémité de droite de cette même lampe - la figure 2 est une vue en bout de la cathode utilisée dans la lampe de la figure 1, et - la figure 2A est une coupe longitudinale de cette cathode selon la ligne A-A de la figure 2. La lampe à cathode creuse représentée aux figures 1, IA et 1E, comprend une enveloppe isolante 1, scellée hermétiquement, remplie avec un gaz inerte et contenant une anode 2 et un assemblage de cathode 3 situés à distance l'un de l'autre. L'anode 2 est supportée à l'intérieur de l'enveloppe par un conducteur de traversée 4 qui est scellé à la traversée de la base de l'enveloppe et sert à mettre l'anode sous la tension de fonctionnement nécessaire. L'assemblage de cathode 3 communique avec la polarité opposée de la tension de fonctionnement par un conducteur de traversée 5 scellé aussi dans la base de ltenveloppe. L'assemblage de cathode 3 et le conducteur 5 sont entourés, sauf à l'extrémité émettrice de lumière de la cathode, par un matériau isolant 6 constitué par un prolongement interne de l'enveloppe I. La base de l'enveloppe 1 est fixée dans un assemblage de pied 7 qui porte des broches terminales 8 et 9 auxquelles les conducteurs 4 et 5 sont respectivement connectés par des dispositifs non représentés. Ces broches terminales 8 et 9 sont destinées à être introduites dans les douilles respectives d'un support à douilles de cette lampe. L'assemblage de pied comprend un bossage asymétrique 1D qui se place dans une ouverture à forme correspondante du support à douilles, de façon à assurer l'orientation appropriée des broches 8 et 9 par rapport à ce support, lors de la poussée de mise en place de la lampe. L'assemblage de cathode représenté aux figures 2 et 2A est une structure à deux pièces et comprend un collier cylindrique Il présentant une ouverture cylindrique de grande section dans laquelle est logé à jeu étroit un prisonnier 12, maintenu en place par un rétreint de l'extrémité 13 du collier 11. Ce prisonnier 12 est fendu diamétralement sur tout ou partie de sa largeur et suivant la plus grande partie de sa longueur. Ainsi le collier Il et le prisonnier 12 délimitent ensemble un étroit trou de cathode 14, de section uniforme, s'étendant axialement dans l'assemblage de cathode et clos sur tous ses côtés et à sa partie arrière, laissant uniquement ouvert pour l'émission de lumière son extrémité avant, sous forme d'un orifice 16 en forme de fente, transversale à l'axe de l'assemblage de cathode. Cet assemblage de cathode comprend de plus un trou étroit 15 à l'extrémité du collier il opposée au prisonnier 12, trou dans lequel est reçu le conducteur 5. Dans un autre mode de réalisation que celui représenté aux dessins et décrit ci-dessus, le trou de cathode 14 peut avoir la forme d'un coin, de section rectangulaire décroissant dans la direction axiale de la cathode à partir de l'orifice 16. Un tel trou en forme de coin peut de façon convenable être ménagé dans le prisonnier 12 par un formage à la presse quand le prisonnier est d'un matériau de malléabilité- convenable. REVENDICATIONS 1. Lampe à cathode creuse du type comprenant une enveloppe hermétiquement scellée, une anode et une cathode creuse supportées à distance l'une de l'autre dans l'enveloppe, et des conducteurs de traversée respectifs passant à travers cette enveloppe et connectés électriquement à l'anode et à la cathode, lampe caractérisée en ce que la cathode creuse possède un orifice émetteur de lumière en forme de fente. 2. Lampe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la cathode comprend un trou de section rectangulaire uniforme et ayant une extrémité ouverte. 3. Lampe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la cathode comprend un trou en forme de coin d'une section rectangulaire décroissante ayant une extrémité ouverte qui constitue l'orifice émetteur de lumière. 4. Lampe- selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que la cathode est cylindrique et que le trou s'étend suivant son axe,-l'extrémité ouverte de ce trou étant disposée transversalement à cet axe de la cathode. 5. Lampe selon la revendication 4, caractérisée en ce que la cathode comprend un collier cylindrique contenant un prisonnier et que le trou axial est pratiqué dans ce prisonnier.