Разработка и исследование импульсного источника ИК излучения с разрядом в парах цезия

• Автор: Гавриш, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 202 с. : ил.

1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ И РАСЧЕТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСНОГО РАЗРЯДА В ПАРАХ ЦЕЗИЯ КАК ИСТОЧНИКА ИК ИЗЛУЧЕНИЯ
1.1. Современное состояние работ в области ламп с разрядом в парах щелочных металлов
1.2. Математическое моделирование процессов в цезиевых источниках инфракрасного излучения
1.2.1. Математическая модель дуговых и импульсных разрядов в парах щелочных металлов
1.2.2. Методы реализации моделей и алгоритмы вычислений
1.2.3. Теплофизические и оптические характеристики плазмы
1.3. Расчетные исследования основных характеристик разрабатываемой лампы
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ ЛАМП С РАЗРЯДОМ В ПАРАХ ЦЕЗИЯ
2.1. Особенности зажигания цезиевых ламп с двумя сапфировыми оболочками
2.2. Изучение динамики процессов в лампе при выходе в номинальный режим работы
2.3. Разработка универсального экспериментального источника питания и методик исследования излучательных характеристик в ИК диапазоне спектра
2.3.1. Экспериментальный источник питания лампы
2.3.2. Методики исследования излучательных характеристик импульсного разряда в парах щелочных металлов
2.4. Исследование зависимости характеристик излучения от конструктивных параметров ламп

2.5. Особенности работы лампы с дежурной дугой
2.6. Экспериментальное определение влияния параметров разрядного контура на электрические и излучательные характеристики ламп с разрядом в парах цезия
2.7. Исследование зависимости характеристик излучения цезиевых ламп
от условий охлаждения
3. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦЕЗИЕВЫХ ЛАМП
3.1. Особенности конструкции и технологическая схема изготовления лампы
3.2. Разработка электродных узлов
3.3. Исследование физико-технических свойств сапфира и разработка требований к материалу оболочки
3.3.1. Механическая прочность сапфировых труб
3.3.2. Спектральное пропускание оболочек лампы
3.4. Расчет и изучение способов получения согласованных спаев сапфир- металл
3.5. Выбор наполнения внешней колбы лампы
3.6. Исследование надежности разработанных ламп
4. ПЕРСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШЕГО РАЗВИТИЯ ЛАМП С РАЗРЯДОМ В ПАРАХ ЦЕЗИЯ
4.1. Расчетное .изучение возможностей увеличения пиковой силы излучения в ИК и УФ спектральных диапазонах
4.2. Экспериментальное исследование способов повышения эффективности ламп в инфракрасном диапазоне спектра
4.3. Энергетический баланс цезиевого разряда высокого давления
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
В настоящее время ИК источники излучения широко используются в научных исследованиях, медицине, промышленности и военном деле. [1]. Одним из важнейших применений является использование ИК источников в системах оптико - электронного противодействия головкам самонаведениям (ГСН) управляемых ракет для защиты летательных аппаратов (ЛА). Основной принцип работы таких систем заключается в создании излучательных помех в ИК диапазоне, призванных либо сорвать процесс обнаружения, либо создать существенную ошибку в блоке управления головки самонаведения. Для этого необходимо, чтобы источник работал в импульсном или в импульснопериодическом режимах генерации некогерентного модулированного излучения [2]. В настоящее время для этих целей используют дешевые, и в тоже время, надежные нагревательные элементы с модуляцией непрерывного излучения механическими затворами. К недостаткам таких источников можно отнести неселективность излучения, следовательно низкий КПД, и невозможность создания импульсно-периодической структуры выходного потока. Данный изъян можно ликвидировать, используя в качестве ИК источника импульсные газоразрядные лампы высокого давления (далее лампы) [1]. Варьируя конструктивные параметры и условия электрического питания лампы, можно добиться сложной структуры потока излучения. Большинство существующих сегодня импульсных ламп [3] в качестве излучающей среды используют инертный газ (ксенон, криптон и т.д.) и предназначены для решения задач в диапазоне длин волн до 1 мкм. При этом источник имеет спектр излучения близкий к непрерывному и ограничивается длинноволновой границей пропускания кварца (~4 мкм), используемого в качестве оболочки лампы.
Острая потребность в лампах, удовлетворяющих указанным требованиям, привела к созданию нового класса селективных источников излучения, а именно, ламп с разрядом в парах щелочных металлов [4]. Как следует из зарубежной печати, наиболее перспективным при создании ИК источника является импульсный разряд высокого давления в парах цезия. В настоящее
поток излучения, Вт/см нм

400 1400 2400 3400 4400 5400 6400
длина волны, нм
Рис. 1.14. Спектральное распределение излучения оболочек в момент погасания разряда
Кривые 1 - 4 соответствуют средним электрическим мощностям лампы 155, 320, 800 и 1100 Вт/см. Коэффициент теплоотдачи равен 0.001 Вт/см2. Геометрические размеры оболочек и параметры разряда те же, что и на рис. 1