179695. lajstromszámú szabadalom • Izzólámpa az optikai spektrumot módosító, vákuumtechnkai úton felvitt kontakt optikai vékonyrétegrendszerrel

más alakú vetítőfelületére olyan interferencia-rétegeket visznek fel, amely az infravörös sugárzást átengedi és csak a látható fényt veri vissza. Ilyen megoldás szerepel az US 3 162 785 sz. szabadalmi leírásban.

Az eddig ismertté vált megoldások azonban főleg a 5 kisugárzott energia infravörös tartományának kiszűrésére vonatkoztak, de nem terjedtek ki a látható tartományra.

Találmányunk kidolgozásánál abból a felismerésből indultunk ki, hogy a folytonos spektrumot kisugárzó 10 fényforrásoknál a „kontakt rétegrendszert” oly módon lehet hangolni, hogy a sugárzási spektrum egy részét a fényforrás fényt kibocsátó izzószálára verjük vissza, más részét pedig közel abszorbciómentesen kicsatoljuk a fényforrásból.

Ez egyrészt lehetővé teszi a külön szűrőzés nélküli színes fényforrások előállítását, másrészt pedig a felhasználás szempontjából nem megfelelő spektrális eloszlással — színhőmérséklettel — rendelkező fényforrások színkorrekcióját.

Volfrámszálas izzólámpáknál az emissziós maximum közelében reflektáló rétegrendszerrel a szál homogén fűtése révén a szokásosnál magasabb szálhőmérsékletet érhetünk el adott konstrukció és energiabetáplálás mellett, változatlan, illetve csak a magasabb szálhőmérséklet következtében változó látható sugárzás esetén.

A fenti elvek alapján előállított, azaz megfelelő optikai tulajdonságokkal rendelkező kontakt rétegrendszerek felvitelével olyan nagyteljesítményű, hengeres szimmetriájú fényforrások állíthatók elő, amelyek keskeny, meg- 30 határozott hullámhosszú sávban sugároznak, s a fényenergia jelentős hányadát az izzószáfra verik vissza, kiváló lehetőséget teremtve ezáltal arra, hogy növeljük az ismert izzószálas lézer gerjesztő fényforrások hatásfokát. 35

A fentiekben megadott, nagy mechanikai és kémiai ellenállósággal rendelkező „kontakt” optikai vékonyrétegrendszerek ismert reaktív vákuumpárologtatásos vagy katódporlasztásos módszerek segítségével vihetők fel a felületre. Mivel erre a célra elsősorban a látható és 40 közeli infravörös tartományban a csaknem abszorbciómentes fémoxidok jöhetnek számításba, ezért a rétegfelvitel során a vonatkozó ismert eljárások alkalmazhatók.

Megemlítjük a következő szabadalmi leírásokat:

GB 775 002; GB 895 879; GB 1 010 038; US 2 784 115;

US 2 920 002; HU 171 794, amelyek a fémoxidok monoxid formájában, oxigén atmoszférában történő reaktív párologtatására vonatkoznak, így tartalmazzák többek között az eljárásunkban alkalmazott Si02, Ti02 rétegek felviteli eljárását is.

Esetünkben a kontakt optikai vékonyrétegrendszert nem sík, hanem hengeres geometriájú lámpatest külső felületére kell felvinni oly módon, hogy a rétegvastagság a hengeres felület minden pontjában azonos legyen. 55 Ehhez a fényforrás méreténél lényegesen nagyobb átmérőjű vákuumrendszerre van szükség.

Találmányunkat az alábbiakban ábrák és kiviteli példák segítségével részletesebben megvilágítjuk.

Az ábrák felsorolása

1. ábra: A találmány megvalósításához alkalmas vákuumpárologtató berendezés vázlata.

2. ábra: A találmány szerint készített izzólámpa rajza.

3 179695

3. ábra: A találmány szerint készített 21 réteges, rövid hullámhosszakon maximálisan áteresztő réteg szerkezete.

4. ábra: A 3. ábra szerinti rétegrendszer transzmiszsziós görbéje.

A találmány előnyös megvalósításának ismertetése

Találmányunk megvalósításakor a kontakt optikai vékonyrétegrendszert az 1. ábrán Bemutatott, 700 mm átmérőjű, függőleges tengelyű, oldalajtós, nagyvákuum párologtatóban végeztük. Az 1. ábrán bemutatott berendezés legfontosabb részei : 1. recipiens, 2. fotométer- 15 tartó, 3. forgató tárcsa, 4. forgó szubsztrátum, 5. meghajtó görgők. Az egyenletes rétegeloszlást a források célszerű elhelyezésével, illetve a berendezés forgatórendszere segítségével lehet biztosítani. A forgatórendszer célszerű kialakítása lehetővé teszi a hengeres hordozó- 20 felület fűtését a megfelelő rétegtapadás érdekében.

A rétegek vastagságának mérése a vákuumkamra függőleges tengelyében elhelyezett sík mérőüvegen történik, megfelelő ún. áttételi tényező figyelembevétele mellett amely az egységnyi idő alatt a mérőüvegre, illetve a két- 25 dimenzióban forgó hengeres felületre lecsapódó réteg optikai vastagságainak viszonyát jellemzi, adott párologtatás! paraméterek — elsősorban oxigén gáznyomás mellett.

4

Megvalósítási példák

1. példa

Megvalósítási példánk a 2. ábra szerinti 1000 W-os, 90 mm effektiv hosszúságú, 10 mm átmérőjű, volfrámszálas halogén izzólámpára vonatkozik, melyet Si02— —Ti02 rétegekből álló kontakt optikai vékonyrétegrendszerrel láttunk el.

A lámpakonstrukció a 6 burából (kvarc vagy keményüveg), 7 lapításból, 8 árambevezető molibdénfóliákból, 9 kerámiaszigetelőkből — melyek közepén besüllyesztve van kialakítva az áramhozzávezetés csatlakoztatása — 45 továbbá 10 központosító gyűrűk által alátámasztott 11 izzószálból épül fel. Ezt a lámpakonstrukciót az alábbi paraméterek alkalmazása mellett vontuk be fémoxidrétegekből álló 12 interferencia rétegrendszerrel és a 4. ábrán látható szelektív áteresztőképességű (színes) 50 bevonatot állítottunk elő.

Megjegyezzük azonban, hogy találmányunk nem korlátozódik az e példa szerinti paraméterekre. Találmányunk a csatolt igénypontok által körülhatárolt oltalmi körben más kiviteli paraméterekkel is megvalósítható, melyekre a további példákban konkrét adatokat adunk meg.

Párologtatott anyag: TiO, SiO, váltakozva felpárologtatva a felületre.

Végvákuum nyomás: 1 x 10-6 mbar.

60 Reaktív atmoszféra: 6x 10-4 mbar 02.

A hordozó hőmérséklete : 280 °C.

Párologtatási sebesség: SiO=l,8 nm/s,

TiO=l,6 nm/s.

Rétegvastagságmérés: optikai, sík üvegen, reflexió- 65 ban ; áttétel a sík üvegen lekondenzált réteg vastagsága

2