(57)【要約】      （修正有）【課題】低圧アーク放電により励起される金属原子の放射源の効率及び寿命を増加させることができるアーク放電光源を提供する。【解決手段】金属原子の共鳴遷移により発光するアーク放電光源であって、出射光を透過する材料で作られ、内部が不活性ガスと金属蒸気との低圧の混合ガスで満たされたチューブと、前記チューブの内部に電極間空間を挟んで配置された複数の電極と、前記複数の電極に接続され、前記電極間空間で前記混合ガスを励起するために、正負方向に交互に略矩形の電流パルスを、実効電流が１Ａ以上、オフデューティが比２．０以下、前記略矩形の電流パルスの上昇時間及び下降時間をそれぞれ電流がその最大値に対して０％から９０％まで又は９０％から０％まで変化する時間としたときの該上昇時間及び下降時間の合計が該電流パルスの持続時間の１５％以下となるように発生させる電源と、を含んで構成される。【選択図】図１
0003205930.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
金属原子の共鳴遷移により発光するアーク放電光源であって、
出射光を透過する材料で作られ、内部が不活性ガスと金属蒸気との低圧の混合ガスで満たされたチューブと、
前記チューブの内部に電極間空間を挟んで配置された複数の電極と、
前記複数の電極に接続され、前記電極間空間で前記混合ガスを励起するために、正負方向に交互に略矩形の電流パルスを、実効電流が１Ａ以上、オフデューティが比２．０以下、前記略矩形の電流パルスの上昇時間及び下降時間をそれぞれ電流がその最大値に対して０％から９０％まで又は９０％から０％まで変化する時間としたときの該上昇時間及び下降時間の合計が該電流パルスの持続時間の１５％以下となるように発生させる電源と、
を含んで構成される、アーク放電光源。
【請求項２】
前記オフデューティ比は１．３から１．７の範囲内である、請求項１に記載のアーク放電光源。
【請求項３】
正負各方向の前記略矩形の電流パルスの持続時間は１２マイクロ秒以下である、請求項１又は２に記載のアーク放電光源。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
請求される技術的解決策は、不活性ガスと金属蒸気との放電励起混合物において金属原子の共鳴遷移で放射を発生するための光源に関し、光化学、マイクロエレクトロニクス、エコロジー（水や空気の浄化）、照明工学（蛍光ランプ）及び他の分野において適用するために着目される可能性がある。
【背景技術】
【０００２】
金属原子の基底状態と第一励起状態との間の電子遷移は、放電励起されるときに、紫外線（ＵＶ）及び可視スペクトル領域での狭帯域放射の高い効率の放射源となる可能性がある。紫外放射は、特に励起水銀原子により発生し（共鳴遷移６1Ｐ1−６1Ｓ0、６3Ｐ1−６1Ｓ0の波長は、約１８５ｎｍと２５４ｎｍ）、既知のナトリウム電子対５2Ｐ1/2−３2Ｓ1/2（５８９．６ｎｍ）と、５2Ｐ3/2−３2Ｓ1/2（５８９．０ｎｍ）は、可視スペクトルに相当する。それら２つの金属原子の共鳴放射は、主な関心事であり、頻繁に応用において使用される。
【０００３】
これに関して、電気放電（グロー及びアーク放電、低及び高圧のものなど）において上述の前記遷移を励起する方法が詳細に研究されており、水銀又はナトリウム原子と、不活性ガスとの混合物において低圧アーク放電のための、最も効率的なパラメータが達成されている。水銀及びナトリウム（他の金属の蒸気も同様）の共鳴状態の励起及び放電光学特性は、類似している（文献[1]: Rokhlin, G.N. "Discharge Sources of Light". 2nd Edition, reworked and supplemented.−M.: Energoatomizdat, 1991, 720 pp.）。放射再吸収を考慮した、水銀及び水銀とアルゴンの混合物において放電の光学特性の詳細な説明は、例えば、レビュー（文献[2] : Fabricant, V.A. "Some Issues of gas discharge optics". UFN, 1947, V. 32, Issue 1, pp. 1-25）において提示される。最適な条件の下で、放電によって低共鳴かつ準安定準位を励起する効率は、水銀原子は約７５％に、ナトリウム原子は８０％超に達することが、実験や理論的計算において示されており(文献[1][2])、これにより、各放電金属蒸気ランプ（まずは、水銀蒸気ランプ及びナトリウム蒸気ランプ）は、将来の放射源となる。このようなランプの放電を励起するための方法は、総じて、互いに類似しており、構造的なものを含む主な違いは、金属の飽和蒸気の最適な圧力が実現される温度に関連がある。
【０００４】
金属原子（水銀）の共鳴遷移における放射を発生するための方法が知られており、それは、商用周波数（５０Ｈｚ）の交流の縦方向放電によって、不活性ガスと金属原子との低圧混合物を励起するものを含む（文献[1]）。この励起方法は、周知の公知の蛍光水銀蒸気ランプも含め、使用される（文献[1]）。既知の方法では、金属原子源として、（通常約０．３〜１Ｐａの飽和金属蒸気圧に対応する）ある温度に保たれる金属水銀（金属ナトリウム）を使用し、不活性ガスとしては、アルゴン又はアルゴン−ネオン混合物を、数百Ｐａの圧力で使用する。金属蒸気ランプは、一般に、１５〜５０ｍｍの範囲の直径、かつ、０．３〜１．５ｍの長さのシリンダであり、金属蒸気の最適濃度に対応する放電動作温度は、水銀の場合には約４５℃、ナトリウムの場合には約２８０℃である。
【０００５】
上述の前記条件の下で、水銀原子によって紫外線を発生させる効率はかなり高く、放電エネルギーを、２５４ｎｍの水銀原子の共鳴遷移の放射に変換する実際の効率は、２５％に達することができ、既知の方法による蛍光水銀蒸気ランプの発光効率は７０ｌｍ／Ｗに、ナトリウムランプは２００ｌｍ／Ｗに達することができる。放電を励起するために、商用周波数の交流電流（すなわち、向きが１０ミリ秒毎に反転する電流）を使用することによって、実質的に完全に、水銀の正に帯電したイオン（及び、結果として原子）が、「瞬時陰極」に移動しないように、さらに、チューブ長に沿って放射が不安定にならないようにすることができる。さらに、水銀蒸気ランプのチューブを作るために、高純度の石英又は１８５ｎｍ域で透明な他の材料が用いられると、放電に含まれる電力の最大６％が追加放射され、従って、既知の方法による水銀蒸気ランプの紫外線の総発生効率は、約３０％に到達可能である。
【０００６】
しかし、既知の方法の効率は、最大可能値からかけ離れており、さらに、既知の方法は、水銀蒸気ランプにとって生態学的に危険である。というのは、ランプ寿命が尽きた、又は、ランプが損傷したときに、ランプにおいて液体状態で、かつ、室温ですぐに気化する有意量の水銀をリサイクルする必要があるためである。さらに、放電は、交流電流の５０Ｈｚの周波数において半周期ごとに発生及び停止し（というのは、電界非存在下において、放電の電子寿命は１ミリ秒の端数であるため）、これにより、各サイクルにおいて放電を再発生させることが必要となり、電極寿命は大幅に減少し、さらにまた、放射電力は大幅に変動する。さらに、低電圧がランプに供給される場合、水銀（ナトリウム）原子の励起効率は低く、放電に対して供給されるエネルギーは、原子と電子の衝突における弾性損失のために、実質的に熱へと変化し、それにより、効率だけでなく、可能なランプ放射電力が低下する（温度が上昇すると、飽和金属蒸気の圧力の急速な上昇により、ランプ壁の温度が制限されるため）。
【０００７】
最も近い技術的解決策（プロトタイプ）は、低圧の縦方向の高周波アーク放電において金属原子の共鳴遷移で放射を発生させる方法であり、それは不活性ガスと金属蒸気との混合物を励起する。この方法は、まずアマルガム水銀蒸気ランプのために、アーク水銀蒸気ランプに関して最も密接に研究されている（文献[3]: Kostyuchenko S.V., Kuzmenko M.Ye., Pecherkin V.Ya. "Study of operation of powerful amalgam sources of low-pressure bactericide radiation at the frequency of 40 kHz". The electronic journal "Studied in Russia", 2000, V. 3, pp. 1365-1372; http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2000/100.pdf）。
【０００８】
３０〜５０ｋＨｚの範囲の準正弦波ポンピング周波数によって既知の方法を用いた標準的な条件のための、放電プラズマの主要時間パラメータは、正弦波励振(sinusoidal excitation)の角周波数ω≒（２〜３）・１０5Ｈｚ、励起原子の寿命の逆数（金属蒸気（既知の方法では水銀）の最適な圧力で放射された光子の再吸収を考慮すると）１／τ*≒（０．５〜１）・１０5Ｈｚ、１放電中の電子温度の緩和の周波数１／τe≒（５〜７）・１０5Ｈｚである。励起原子の寿命の逆数（及び、また、放電中の電子の寿命の逆数）を超える角周波数においての放電の励起によって、電子濃度はポンピング周期の間、実質的に変化しなくなり、（励起された）放射原子の濃度及び放射電力の両方は、±（２０〜３０）％の範囲内で変化する。電子温度Ｔｅに対して励起率は非線形に依存するため、この濃度は、周期中の最大温度Ｔｅに対応する値に近づく。同時に、放電において電子温度の緩和の周波数１／τeは非常に高いので、Ｔeは常に印加電界に対応し、結果として、より低い平均電子エネルギーの、すなわち、より低い弾性損失値で、それに相当するように、光への電子エネルギー変換の効率が上昇した高周波放電の粒子放射の濃縮が確保される。
【０００９】
特に、文献[3]において、１４５０ｎｍの電極間距離のチューブにおいて、縦方向放電が、水銀蒸気と不活性ガス（Ａｒ／Ｎｅ）の全く同一の混合物を励起した場合に、略２５４ｎｍの波長の放射発生効率は、おおよそ、５０Ｈｚのポンピング周波数において３３．６％、４０ｋＨｚのポンピング周波数において３９．５％であった。さらに、高周波電流においてアノード電圧降下が低下し、アノード領域でのエネルギー放出が低下することによって、電極寿命は増加する。これと同様に、電子平均温度の低下は、チューブ壁への原子（分子）イオンの拡散速度を低下させ、イオンによる壁の衝撃もまた、かなりの程度まで最新の金属蒸気ランプの寿命を規定する。
【００１０】
従って、不活性ガスと金属蒸気の混合物中のアーク放電において放射を発生させ、その効率を大幅に高めるために、縦方向の高周波準正弦波放電を適用することによって、電極及びそれに応じて全体的にランプの寿命を増加させ、さらに、電流変化期間中において放射のかなり高い安定性を確保する。
【００１１】
水銀蒸気ランプの場合、水銀原子源としてアマルガムを使用することで、これらのランプの安全性は急激に高まる。室温（さらに最大５０〜６０℃でも）において、水銀蒸気ランプで使用されるアマルガム上の水銀飽和蒸気圧は低く、このようなアマルガムランプの水銀は、実質的に完全に束縛状態であり、ランプは、ランプ１本あたり約０．０３ｍｇを蒸気として有し、これは、「一般的な」水銀蒸気ランプ中の水銀の数ｍｇ（及びそれ以上）と比較すると、もしランプが壊れた場合でも大気に広めることが可能な量である。さらに、既知の方法において、アマルガム水銀源を使用することにより、同じ水銀原子で構造を複雑にすることなく、ガス混合物の動作温度を、金属水銀ランプの約４５℃と比較して、約１００℃に上昇させることができ、即ち、エネルギー入力と発生する紫外線放射の線形電力とを大幅に増加させた。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、既知の方法による金属蒸気ランプの効率は、不活性ガスと金属蒸気との混合物の低圧放電の潜在的可能性よりもかなり低く、また、金属蒸気ランプ（特に、放射の高線形電力ランプ）の寿命が増加することも関心事である。
【００１３】
請求される考案の技術的効果は、低圧アーク放電で励起される金属原子の共鳴遷移放射源の効率及び寿命の増加である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
技術的効果は、低圧アーク放電において金属原子の共鳴遷移で放射を発生させるための光源により得られ、該光源は、不活性ガスと金属蒸気との混合物を、高周波の交流の縦方向放電によって励起させることを含み、放電励起は、２．０以下のオフデューティ比の、かつ、放射金属原子の共鳴状態の実効寿命以下の持続時間の、略矩形の電流パルスによって行われる。
【００１５】
請求される技術的解決策の主な構想は、既知の光源と同じ放電励起電力を、同じ（又は近い）励起効率で、一方、放電プラズマ中の電子はより低い濃度で、達成することである。
【００１６】
特に強力な共鳴ランプの効率を低下させる、金属原子の励起状態の電子消光の重要な役割が知られている。例えば、低電子濃度であり、ナトリウム蒸気濃縮を最適な温度に加熱する低電流ナトリウムランプは、最大４００ｌｍ／Ｗの発光効率を実現した（文献[1]）。これは、比較的強力なナトリウムランプの２倍の強さである。これと同様に、アマルガム水銀蒸気ランプにおいて、高周波放電電流を３Ａから約１．５Ａに低下させることによって、約２５４ｎｍにおける放射効率は、約３５％から４１〜４２％に、又は、１．２倍に増加する（文献[4] : Pecherkin V. Ya. "Study of UV-radiation drop mechanisms and the service life of UV-radiation sources with a low-pressure mercury arc". Abstract of the thesis for Candidate of Physico-Mathematical Sciences. M.: MPhTI, 2007, 23 pp.）。請求される技術的解決策の本願考案者が発見したように、アマルガム水銀蒸気ランプにおいて放電電流をさらに低下させることにより、約０．５Ａの電流で、さらにアマルガムを別個に加熱して、５０％を超える効率を得ることができる。ここでは、我々は、アーク放電によって励起される低圧水銀蒸気ランプ及びナトリウムランプのプロセス間の類似性も、また強調しなければならない。
【００１７】
しかしながら、既知の変形例において、効率が増加することによって、アーク放電による消費電力及び放出光電力は大幅に低下し、実用的でない。放射電力を低下させることなく放射効率を高めることが実用上必要であり、請求に係る考案において実現される。
【００１８】
プロトタイプによれば、放電が励起されると、放電の電圧Ｕ及び電流Ｉは、実際には正弦波法則に従って変化する。
【数１】
0003205930.tif 000003
このとき、位相シフトψは、最小かつ偶数であり、文献[3]によると、電圧及び電流は同相であり、cosψ≒１（より正確には、０．９２から０．９８の範囲）である。この場合、放電プラズマの消費電力Ｗ及び電子濃度Ｎeは、
【数２】
0003205930.tif 000004
第２の関係式は、電流密度
【数３】
0003205930.tif 000005
の式から導かれ、
【数４】
0003205930.tif 000006
は電子電荷、μは電子移動度、
【数５】
0003205930.tif 000007
は、放電の電界強度（Ｌは電極間距離）であり、高周波ポンピングのための放電で実質的に一定の電子濃度を考慮する。
【００１９】
同一組成のガス混合物、同一電圧Ｕ0、及び、交流パルスのオフデューティ比Ｇで、略矩形の電流パルスを使用して、同一ポンピング電力を実現できたと仮定する。パルスの略矩形の形状とは、すべての個々のパルスにおいて、０から最大値の９０％の値まで（そして、再び０へ）電流（又は電圧）が上昇及び降下する時間が、パルス持続時間より大幅に短く、例えば、上昇及び降下の全時間が、全パルス持続時間の１０〜１５％以下であることを意味する。この場合、パルスのオフデューティ比は、異極性のパルスの立ち上がりエッジ間の時間と、個々のパルスの持続時間と、の関係（例えば、半値幅）と等しい。
【００２０】
上記モードの放電ポンピング電力は、
【数６】
0003205930.tif 000008
であり、Ｉ1は略矩形のポンピングパルスの電流振幅である（放電の電力消費が別個に規定される場合には、この式をオフデューティ比の正式な定義とみなすことができる）。同様の電界強度、同様の電子移動度に関して、式（２）及び（３）を比較すると、略矩形のパルスによってポンピングされるときの放電の電子濃度ｎeと、プロトタイプによるものとの間の関係を、下記式に見いだすことができる。
【数７】
0003205930.tif 000009
【００２１】
従って、もし、オフデューティ比Ｇ＜２で供給される略矩形のパルスが使用されると、プロトタイプと同じ（又は、より高い）電圧で、同じ放電ポンピング電力となる可能性があり、従って、放電の電子濃度は減少する。そして、放電電圧を持続することで、考えられるポンピングの変形例において、放射準位の励起効率は、既知の方法以上になり、結果として、共鳴放射の発生効率は増加する。結果として、同じ放射電力（そして、これは、その効率と共にランプの主要な特徴である）を、より少ないポンピング電力で、すなわち、なおより低い電流（電子濃度）で得ることができ、ランプの効率をさらに増加させる。
【００２２】
さらに、電子及びこれに対応するイオンの濃度がより低いため、自然とチューブ壁へのイオン衝撃はより少なくなり、その寿命は延びる。同様に、放電電流の振幅値がより小さいことで、電極に加えられる負荷が低下し、従って、それらの寿命は増加する。
【００２３】
しかしながら、低圧の縦方向のアーク放電を励起する上記モードを実現することは不可能であった。一般に、低オフデューティ比（Ｇ＜２）の略矩形のパルスによるアーク放電のポンピングでは、（正弦波ポンピングと比較して）放電電圧は大幅に減少し、共鳴放射を発生させる効率は増加しなかった。放電において同様の電圧振幅で、かつ、略矩形のパルスで低いオフデューティ比において、周期中の平均電子温度は、正弦波ポンピング中よりも高く、従って、（「１電子」あたりの）弾性損失の割合も、より高くなることを考慮することも必要である。
【００２４】
請求される技術的解決策の本願考案者は、低いオフデューティ比で略矩形のパルスによる放電励起が、高周波正弦波ポンピング時と実質的に同じ電圧で起こる条件の範囲を、実験的に定義した。本願考案者が規定したように、個々のポンピングパルスの持続時間は、（放電電子による放射の再吸収と、共鳴及び準安定準位の混在とを考慮すると）放射共鳴状態の実効寿命より短いことが必要である。また、前記条件の下で、異極性の連続するパルス間の間隔の持続時間は、放射共鳴状態の実効寿命以下である。
【００２５】
放射共鳴状態の寿命は、対応する放射輸送方程式と金属原子励起準位の反応速度論を解くことによることのみならず、又は、実験的に、「急激に」励起をスイッチオフにした後、金属蒸気ランプの放射電力の時間依存性を測定することにより、又は、ポンピング周期中の放射変動を測定することにより、決定することができる。
【００２６】
アーク水銀蒸気ランプにおいて６3Ｐ1共鳴準位の標準的な寿命は１０〜２０マイクロ秒であり（ここでは、この準位の自然寿命は約０．１マイクロ秒であるため、放射再吸収が重要である）、アークナトリウムランプの電子対の標準的な寿命は５〜１０マイクロ秒である。
【００２７】
より長い持続時間のポンピングパルスを使用することで、上述したように、より低い放電電圧（及び励起効率）となる。これと同様に、１に近いオフデューティ比を使用すること、すなわち、異極性のパルス間の間隔が実質的になくなるように、電流方向を高速に切り替えることが、電極間電圧及び励起効率を対応して低下させた連続ポンピングモードと同等であることが判明した。同様に、略矩形のパルスにおいて２に近いオフデューティ比を使用することで、同じあるいは僅かにより低い効果を持つ正弦波モードに近い励起モードが作り出される。
【００２８】
従って、エッジを対応させて短縮し、より短いパルスを生成することは、利点がないため、低圧水銀蒸気ランプにおいて略矩形のアーク放電励起パルスの個々の持続時間は、１２〜１５マイクロ秒以下、好ましくは、３〜７マイクロ秒であり、しかし、これは、より複雑な技術的課題がある。低圧ナトリウムランプにおいて、略矩形の励起パルスの個々の持続時間は、７〜１０マイクロ秒以下であり、好ましくは３〜５マイクロ秒である。好ましくは、パルスのオフデューティ比は、１．４〜１．６である。
【００２９】
以下に、本考案は、添付の図面を参照して、いかなる意味においても本考案を限定しない例で説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本考案に係る一般的な励起パルス。
【考案を実施するための形態】
【００３１】
図１の表記によると、パルスのオフデューティ比はＧ＝ＡＢ／ＣＤであり、ＡＡ’，ＫＫ’＜＜ＡＫ（Ａ’Ｋ’）の場合、短エッジのパルスであるため、正確な矩形でないパルスの持続時間を決定する上で一定の恣意性は、オフデューティ比の著しい変化をもたらさない。例えば、ＡＡ’＝ＫＫ’＝０．０４・ＡＫの等脚台形の形状を有するパルスの場合に、「底辺により」決定されるようなオフデューティ比
【数８】
0003205930.tif 000010
は１．５であり、「半値幅により」決定されるオフデューティ比（Ｇ＝ＡＢ／ＣＤ）は約１．５７である（差は５％未満である）。
【００３２】
〔実施例〕
１０６センチメートルの電極間距離を有するアマルガム水銀蒸気ランプを、周波数約３１ｋＨｚでポンピングする高周波正弦波、及び、本考案に係るポンピング、の２つのモードにおいて縦方向の放電によって励起した。
【００３３】
電流（電圧）立ち上がり及び立ち下がりエッジの持続時間が０．１５マイクロ秒以下において、略矩形のパルスの個々の持続時間は、半値幅で４．２マイクロ秒であった。単極性パルスを生成する周波数は、約１．５のオフデューティ比に相当する８０ＫＨｚとなった。混合ガスＮｅ／Ａｒ＝３０％／７０％の圧力は、約２２０Ｐａであった。
【００３４】
２つのモードのために最適な水銀蒸気圧力が選択された。それは、約１Ｐａであって、正弦波ポンピングのために僅かに高かった。そこで使用されるアマルガムの動作温度は約１０２〜１０４℃であり、本考案に係るポンピングにおけるアマルガムの最適な温度は９６〜９８℃であった。
【００３５】
信号を記録するために使用されるオシロスコープによって、０．０６マイクロ秒毎にλ＝２５４ｎｍにおける電流、電圧及び放射電力の値を決定できた。ポンピング電力は、放電電力消費の瞬間値を積分することによって決定され、平均放射電力は、同様に決定された。
【００３６】
電力約２０５Ｗ、放電電圧振幅１３４〜１３５Ｖ（電流振幅≒３．１５Ａ）において、測定放射電力は略７４Ｗであり、これは、約３６％の水銀蒸気ランプの効率に相当する。上述の前記パラメータ及び１３２〜１３４Ｖの電圧振幅を持つ略矩形のパルスによるポンピングを使用すると、約１８１Ｗのポンピング電力で、放射電力は略７３〜７４Ｗ（電流振幅≒２．１Ａ）であり、これは略４０．７％の効率（高周波正弦波ポンピングと比較して、略１３％の増加）に相当する。請求される技術的解決策の実施形態において、周期中の放射電力変動は、高周波正弦波ポンピングでの±３０％と比較して、±５％以下である。
【００３７】
略矩形のパルスの持続時間を１０マイクロ秒に増加させ、パルスのオフデューティ比を約１．５に維持すると（単極性パルスを生成する周波数は略３３．５ｋＨｚであった）、アマルガム水銀蒸気ランプの効率の増加は、正弦波ポンピングと比較すると、略３％以下であり、パルスの電圧振幅は、略１３０Ｖに減少し、周期中の光強度の変動は±２０％増加した。
【００３８】
アーク放電によって強力な低圧水銀蒸気ランプを励起するための請求される技術的解決策を適用することで、同じ放電電圧で、かつ、略３５％減少した電流振幅（及び電子濃度）の高周波正弦波ポンピングで得られる放射電力と等しい放射電力が提供され、これにより、共鳴放射生成効率を１．１〜１．１５倍増加させ、さらに、電極の寿命だけでなくチューブの寿命をも大幅に延ばすことができる。
【００３９】
壁へのイオンの流れは、イオン濃度と、その両極性拡散係数との積に比例するので、請求される考案に係る放電プラズマの電子／イオンの濃度をより低下させて、低圧水銀蒸気ランプのガス圧を低くすることができることを、言及する必要がある。水銀蒸気ランプの効率及び電力は、不活性ガスの圧力の低下とともに増加し、これにより、請求される考案に係るアーク水銀蒸気ランプの効率及び電力を、その寿命を減らすことなく、さらに増加させることができる。
【００４０】
従って、本件特許出願の考案者は、効率及び寿命の観点から、不活性ガスと金属蒸気との混合物で低圧アークランプによる共鳴放射を発生させるための最適な条件を実現させた。それは、縦方向の放電によって励起される。提案される技術的解決策は、また電極、保護コーティング及びランプの寿命を全体的に増加させることができる。請求される励起条件は、現在使用されるものと基本的に異なっており、さらに、数十キロヘルツの周波数の正弦波ポンピングモードが最適で、準直流を使用するより効率的であるという報告（文献[3], 文献[5]:Drop P.C., Polman J. "Calculation on the effect of supply frequency on the positive column of a low-pressure Hg-Ar AC discharge". Journal Physics D: Applied Physics, 1972, V. 5, pp. 562-568)に反証するものであって、これは、請求される技術的解決策が「新規性」及び「本質的な違い」の基準を満たしていると結論付けることができる。
【００４１】
いくつかの考えられる特定の要件を満たすために、当業者は、略矩形のパルスで高周波交流の縦方向の放電によって不活性ガスと金属蒸気との混合物を励起する上述の変形に変更を加えることができるが、特許請求の範囲によって保護される規定から逸脱しない。特に、請求される技術的解決策は、組成（構成比）及び／又はガス混合物の圧力等を変化させて、放電（放射量）の非円筒形状を有する金属蒸気ランプにも適用可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１              放電電流（電圧）の形状
２（線ＡＡ’）  電流パルスの立ち上がりエッジ
３（線ＫＫ’）  電流パルスの立ち下がりエッジ
５（線ＡＢ）    異極性のパルス間の時間間隔
６（線ＣＤ）    （半値幅での）励起パルスの個々の持続時間
【図１】
0003205930.tif 000011