DE2552832A1

DE2552832A1 - Lichtquelle

Info

Publication number: DE2552832A1
Application number: DE19752552832
Authority: DE
Inventors: Yoji Arai; Hideaki Koizumi; Seiichi Murayama
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1974-11-27
Filing date: 1975-11-25
Publication date: 1976-06-10
Also published as: DE2552832C2; US4097781A; JPS5161882A; JPS5724858B2

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. R. B E ETZ sen. Dipl.-Ing. K. LAMPRECHT Dr.-Ing. R. B E E T Z jr. München 22, steinsdorfstr. 10

Tel. (O 89) 22 72 O1 / 22 72 44/ 29 691O

Telegr. Allpatent München Telex 5 22048

81-25.OO5P(25.006H)

2p. 11,

HITACHI , LTD. , Tokio (Japan)

Lichtquelle

Die Erfindung betrifft eine Lichtquelle, die insbesondere für Atom-Lichtabsorρtions-, Atom-Fluoreszenz- oder Licht-Analysen geeignet ist.

Bei Atom-Lichtabsorptions-Analysen werden z. B. die in Proben zn messenden, Bestandteile bildenden Elemente in atomare Zustände umgewandelt, und die in die atomaren Zustände umgewandelten Elemente werden

8l-'A1193-02)-KoSl

dann mit einem Atomspektrum bestrahlt, das besondere Wellenlängen aufweist, um Lichtabsorption und die Menge der Elemente entsprechend ihrer Lichtabsorption zu messen. Derartige Lichtquellen, von denen das Atomspektrum emittiert oder ausgesandt wird, werden nicht nur bei Atom-Lichtabsorptions-Analysen* sondern auch bei Atom-Fluoreszenz- oder Lichtanalysen verwendet. Gewöhnlich dienen Hohlkathodenlampen oder unpolare hochfrequente bzw. HF-Entladungslampen als Lichtquelle zum Emittieren des Atomspektrums.

Bei der Hohlkathodenlampe stoßen beschleunigte Elektronen mit einem zerstäubten (gespratzten, gesputterten) Metall zusammen, das an der Kathode angebracht ist, und senden ein Atomspektrum aus. Die Hohlkathodenlampe ermöglicht eine Erhöhung der Lichtmenge in einem bestimmten Maß, indem der die Glimmentladung verursachende Strom vergrößert wird.

Dies führt aber dazu, daß die Eigenabsorption mit steigendem Entladungsstrom zunimmt, wodurch viel Wärme erzeugt wird, so daß die erwartete hohe Helligkeit bzw. Leuchtdichte und daher große Empfindlichkeit verursachende Licht- oder Spektrallinien nicht erreicht werden können.

Die unpolare HF-Entladungslampe bewirkt andererseits selbst dann keine steigende Eigenabsorption, wenn die HF-Energie zunimmt. Es ist jedoch schwierig, ein Atomspektrum mit Ausnahme von Elementen wie z. B. Quecksilber oder Cadmium zu erhalten, die einen hohen

0 0 9824/0709

2 5 B 2 8 3 2

Atomdampfdruck bei einer relativ niedrigen Temperatur aufweisen.

Die Erfindung sieht eine Lichtquelle mit einer Entladungslampe einschließlich zwei Elektroden dazwischen vor, in die eine niederfrequente bzw. NF-Leistung gespeist wird, die eine V/echselperiode aufweist, die länger als die Flugzeit von Ionen zwischen den beiden Elektroden ist, um Atome in der Entladungslampe zu zerstäuben, und zu denen auch eine HF-Leistung gespeist wird, um die zerstäubten Atome zum Leuchten bzw. Lichtaussenden anzuregen. Bei der Erfindung umfaßt die NF-Leistung weiterhin Gleichstrom-Leistung.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die HF-Leistung kontinuierlich der Entladungslampe gleichzeitig mit der intermittierenden Einspeisung der Gleichstrom-Leistung zugeführt. Dies bewirkt eine intermittierende Emission des Atomspektrums,

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lichtquelle anzugeben, die ein Atomspektrum mit großer Helligkeit bzw. Leuchtdichte und großer Lichtstärke bei Metallen mit hohem Schmelzpunkt erzeugt; dabei soll eine getrennte Einstellung für die Zerstäubungsmenge und die Lichtstärke des Atomspektrums möglich sein; die zerstäubten Atome sollen wirkungsvoll anregbar sein; die Lichtquelle soll eine sehr empfindliche Messung bei der Analyse von Proben ermöglichen und Rauschsignale aufgrund des zeitweiligen Aussetzens von Licht- oder Spektrallinien verringern; die Lichtquelle

609824/0709

soll weiterhin ein Impulsspektrum emittieren und für zeitlich aufgelöste Messungen einsetzbar sein; schließlich soll die Lichtquelle in Geräten zur Analyse einer atomaren Zeeman-Lichtabsorption einsetzbar sein.

Bei der Erfindung sind also eine Anode und eine Kathode entgegengesetzt in einem Kolben vorgesehen, in dem ein inertes oder inaktives Gas eingeschlossen ist, um eine Entladungslampe zu bilden, durch die Atomspektrum emittiert wird. Die Kathode enthält Atomspektrum emittierende Elemente, die auch den Werkstoff der Kathode bilden. Die Entladungslampe wird mit HP-Leistung von einer HF-Stromquelle und gleichzeitig mit Gleichstromleistung von einer Gleichstromquelle versorgt. Dies bewirkt, daß die Gleichstromentladung und eine HP-Entladung zwischen zwei Elektroden überlagert auftreten. Die durch den Gleichstrom zerstäubten Atome werden leistungsfähig durch die HP-Einwirkung angeregt, so daß Atomspektren mit großer Helligkeit bzw. Leuchtdichte erhalten werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 2 einen schematischen Schnitt einer beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 verwendeten Entladungsröhre,

Fig. 35 den Lichtzustand, wenn die HF-Leistung kontinuierlich der Entladungsröhre bei intermittierender Einspeisung der Gleichstromleistung zugeführt wird,

2 5 B ? ?> 3 2

Pig. 4 den Lichtzustand, wenn die Gleichstromleistung kontinuierlich der Entladungsröhre bei intermittierender Einspeisung der HP-Leistung zugeführt wird,

Fig. 5 den schematischen Aufbau eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 6 Versuchsergebnisse, die mit der Lichtquelle der Fig. 5 erhalten werden, und

Fig. 7 den schematischen Aufbau eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung.

In einer Entladungsröhre einer erfindungsgemäßen Lichtquelle wird eine Gleichstrom-Glimmentladung oder anormale Glimmentladung aufrechterhalten, um ein Spratzen oder Zerstäuben zu bewirken. Zwischen der Anode und der Kathode der Entladungsröhre wird entweder das Gleichstrom- oder NF-Feld oder das HF-Feld gebildet. Elektronen fliegen von der Kathode zur Anode und werden gleichzeitig teilweise (fraktionell) durch das elektrische HF-FeId in Schwingungen versetzt. Die Elektronen stoßen mit den eingeschlossenen inaktiven bzw. inerten Gasatomen auf der Bahn zusammen und ionisieren diese. Erzeugte positive Ionen werden primär durch das elektrische Gleichstromfeld beschleunigt und stoßen auf die Kathodenoberfläche. Dieser Zusammenstoß bewirkt, daß Materialien auf der Kathode zerstäuben oder spratzen. Die zerstäubten Materialien auf der Kathode werden durch die elektrischen HF- und Gleichstromfelder angeregt, wodurch das Atomspektrum emittiert wird.

6 0 9 B 2 A / 0 7 0 9

Es hängt von der Frequenz ab, wieviel Einfluß die HF-Energie auf die Emission eines Spektrums und das Spratzen oder die Kathodenzerstäubung hat. Mit anderen Worten, die Zerstäubung tritt bei einer so niedrigen Frequenz auf, daß keine Ionen eingefangen werden. Die Zerstäubung tritt kaum bei einer so hohen Frequenz auf, daß Ionen eingefangen werden, aber die Elektronen können die Anode erreichen und verschwinden aufgrund anderer Ursachen als freier Diffusion. Eine Zerstäubung tritt niemals bei einer höheren Frequenz als der Frequenz auf, bei der die Elektronen eingefangen und in der Wand der Röhre oder der Elektrode aufgrund der freien Diffusion absorbiert werden. Die Hochfrequenz, bei der die Elektronen eingefangen werden, liegt praktisch über 1 MHz, obwohl sie vom Abstand zwischen den Elektroden, dem Druck des eingeschlossenen Gases usw. abhängt. Bei der Erfindung ist daher die Frequenz des von der HF-Stromquelle zur Entladungsröhre gespeisten elektrischen Feldes größer als 1 MHz.

Das Zerstäuben der zum Leuchten anzuregenden Atome erfolgt durch Einspeisung der Gleichstrom- oder NF-Leistung in die Entladungsröhre. Die Niederfrequenz, die eine längere Periode hat, als Zeit für die zwischen den Elektroden fliegenden Ionen erforderlich ist, kann ähnlich dem Gleichstrom bezüglich des Zerstäubens verwendet werden. Die Frequenz der bei der Erfindung benutzten NF-Leistung ist kleiner als IkHz. Die zerstäubten Atome werden in der erfindungsgemäßen Entladungsröhre sehr wirkungsvoll angeregt, da die

609824/0709

2 5 R 2 B 3 2

Elektrode für die Gleichstromentladung ebenfalls als Elektrode für die HF-Entladung dient. Bei der Erfindung können die Einstellungen in Verbindung mit der Erzeugung des Atomdampfes und der Lichtstärke jeweils getrennt durch Steuern von zwei Lichtquellen erfolgen. Der das Zerstäuben verursachende Strom kann kleiner als gewöhnlich gemacht werden, da nicht wie bei den herkömmlichen Hohlkathodenlampen die Lichtstärke erhöht werden muß. Die Eigenabsorption des Atomspektrums tritt bei der zum notwendigen Zerstäuben erforderlichen Stromstärke nicht auf. Die Lichtstärke nimmt zu, wenn die HP-Leistung bei der Frequenz anwächst, bei der die Elektronen eingefangen werden. Dies verursacht jedoch keine Wärmeentwicklung an den Elektroden oder die Eigenabsorption.

Im folgenden wird anhand der Fig. 1 und 2 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. In der Fig. 1 ist links eine HF-Oszillatorschaltung 10 für 100 MHz vorgesehen. Die Schaltung 10 arbeitet, wenn ihre Anschlüsse 5, 6 ein Gleichstrom-Eingangssignal von 1 bis 15 W empfangen, und sie erzeugt ein HF-Ausgangssignal, das über eine Oszillatorspule 2 und einen Kondensator 3 zu einer Entladungsröhre 1 gespeist wird.

Andererseits wird ein Gleichstrom, der kleiner als 10 mA ist, von einer Gleichstromquelle 7 über eine Drossel oder Drosselspule 4 zur Entladungsröhre 1 gespeist, um die Glimmentladung zu bewirken. Die Drossel 4 verhindert, daß HF-Strom in die Gleichstromquelle 7 fließt. Der HF-Strom wird durch den Kondensator 9 kurzgeschlossen und kann nicht in die Gleichstromquelle 7

609824/0709

fließen, selbst wenn ein Teil von diesem aus irgendeinem Grund durch die Drossel 4 verläuft. Weiterhin verhindert der Kondensator 3, daß die Gleichstromquelle 7 Strom in eine HP-Schaltung speist.

Die Entladungsröhre 1 in Fig. 2 ist mit einem Kolben 11 ausgestattet, der aus einer röhrenförmigen abgedichteten Glaseinheit besteht. Der Kolben 11 ist an seinem einen Endteil mit einer Anodenleitung l6 und einer Kathodenleitung 17 verbunden. Eine Isolierplatte l4 ist im Kolben 11 zwischen den Leitungen 16 und 17 vorgesehen, die mit Isolierrohren l8, 19 bedeckt sind. Inaktives oder inertes Gas, wie z. B. Argon- oder Neon-Gas, ist in die Entladungsröhre 1 bei einem Druck von einigen Torr eingeschlossen.

Die Entladungsflächen der Anode und der Kathode sind parallel zueinander angeordnet. Zwei Elektroden sind vorzugsweise zwei parallele Platten mit der gleichen Krümmung bzw. Kurvenform oder zwei konzentrische Zylinder. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Anode 12 und die Kathode 13 winkelförmige oder eckige Platten und parallel zueinander angeordnet. Auf diese Weise sind die Elektroden geeignet geformt, um...zwei Entladungsarten zu bewirken. Die beiden Entladungsarten treten wirkungsvoll bei einer Anordnung nicht auf, bei der eine Ringanode auf dem oberen Teil der Hohlkathode vorgesehen ist, wie dies oft bei den gewöhnlichen Hohlkathodenlampen der Fall ist. Die Kathode besteht aus Materialien, die ein Metall enthalten, von dem das angestrebte Atomspektrum emittiert wird, oder es wird ein gewünschtes Metall mit der Plattenfläche verbunden.

609824/0 709

2 5 5 ? S 3 2

Der Betrieb der Schaltung in Fig. 1 bewirkt, daß die HF- und die Gleichstrom-Leistung in die Entladungsröhre 1 überlagert gespeist werden, um eine hybride Entladung zu bewirken, die den Gleichstrom und die Hochfrequenz zwischen den beiden Elektroden enthält. Eine Emission hoher Leuchtdichte oder Helligkeit kann erzielt werden, wenn die zerstäubten Atome, die durch die Gleichstrom-Glimmentladung erzeugt werden, durch die Hochfrequenz angeregt sind. Wenn z. B. ein Gleichstrom von 5 mA und eine HF-Leistung von 3 bis 7 W in die Entladungsröhre für Kupfer gespeist werden, ist die Leuchtdichte oder Helligkeit einer von der Entladungsröhre 1 erzeugten Kupfer-Hellinie 30 bis 300 mal so groß wie die Helligkeit, die lediglich mit einer G Leichstromentladung erhalten wird.

Die intermittierende Einspeisung des Gleichstromes in die Entladungsröhre in einem Zustand, in dem die HF-Entladung aufrechterhalten wird, ermöglicht es, eine wechselnd auftretende Emission und Unterbrechung des Atomspektrums zu erzeugen, wie dies in der Fig. 3 gezeigt ist. Dies bedeutet, das Atomspektrum kann nur emittiert werden, wenn die beiden Entladungen erfolgen. Als Ergebnis wird eine 100^-ige Modulation erzielt. Die Emission des Atomspektrums wird aufgrund einer Unterbrechung des Zerstäubens unterbrochen, wenn der Gleichstrom nicht fließen kann, während die HF-Entladung zwischen der Anode und der Kathode aufrechterhalten wird. Es scheint jedoch, als ob die Entladungsröhre normal betrieben wird, wenn sie mit dem unbewaffneten Auge beobachtet wird, da die Emission des eingeschlossenen Gases aufrechterhalten wird. Das zeitweilige Aussetzen des Gleichstromes erfolgt, indem

Schaltelemente (Transistoren, gesteuerte Halbleitergleichrichter u. dgl.) vor der Gleichstromschaltung vorgesehen werden.

Diese Modulation, bei der der Gleichstrom intermittierend ist, ist sehr einfach, da der kleine Strom lediglich intermittierend ist. Die Lichtquelle eines Helligkeitsmessers für die Atomlichtabsorption wird bei einer Frequenz von einigen 10 bis einigen 100 Hz moduliert, um eine Einfang-Verstärkung von Signalen von einem Detektor zu bilden, wodurch Flammenrauschen oder anderes Rauschen vermieden und eine Messung mit großem Rauschabstand gewährleistet wird. Bei diesem Verfahren werden die Atome lediglich während der Zeit leuchtend gemacht, wenn sie zwischen den Elektroden als durch den Gleichstrom zerstäubte Atome vorhanden sind, so daß die A^ome einer sehr raschen Modulation nicht folgen können.

Andererseits führt die intermittierende Einspeisung der HF-Leistung in die Entladungsröhre in einem Zustand, während dem die Gleichstromentladung aufrechterhalten wird, zu einer Entladung, wie diese in der Fig. 4 gezeigt ist. Die beiden Entladungen bewirken eine hohe Lichtstärke, aber die Emission wird durch die von einer Gleichstromkomponente angeregten Atome erhalten, wenn die HF-Entladung unterbrochen ist. Die primär auf dem Gleichstrom beruhende Lichtstärke ist sehr klein, wie dies in der Fig. 4 gezeigt ist. Die Helligkeit oder Leuchtdichte aufgrund des zeitweisen Aussetzens fluktuiert zwischen 1 und 100 bei einem Verhältnis 1 : der Helligkeit oder Leuchtdichte der Atomspektrallinien,

c 0 9 8 2 A / 0 7 Q 9

2557332

die erhalten werden, wenn die HF-Leistung unterbrochen wird. Als Ergebnis wird eine 99^-ige Modulation erzielt.

Das Verfahren, mit dem der zur Entladungsröhre gespeiste HF-Strom intermittierend gemacht wird, läuft wie folgt ab: In Fig. 1 wird die vom Oszillator an den Anschluß 5 oder 6 gelegte Gleichspannung durch Schaltelemente (Transistoren, gesteuerte Halbleitergleichrichter od. dgl.) intermittierend gemacht. Der HF-Strom wird ebenfalls entsprechend dem intermittierenden Zustand der angelegten Gleichspannung intermittierend gemacht.

Bei dem Modulationsverfahren, bei dem die oben erläuterte HF-Leistung intermittierend ist, sind die Atome bei der Kathode, die durch die kontinuierlich aufrechterhaltene Gleichstromentladung zerstäubt ist, so zwischen den Elektroden vorhanden, daß sie einen ständig konstanten Verlauf haben. Daher kann eine sehr schnelle Modulation durchgeführt werden. In diesem Fall wird die obere Grenze der Modulationsfrequenz durch die Relaxationszeit der Elektronen begrenzt. Die Relaxation eines Elektrons umfaßt die Relaxation aufgrund des Zusammenstoßes von Atomen und die Relaxation aufgrund von dessen Verschwinden in der Röhrenwand wegen Diffusion. Eine Leuchtdichte- bzw. Helligkeitsmodulation von ungefähr 10 MHz ist bei normalen Bedingungen möglich, bei denen die Lampe eingeschaltet ist.

Die erfindungsgemäße Entladungsröhre ermöglicht eine stabilisierte schnelle Modulation und spektrale Emission bei einem extrem kurzen Impuls, so daß sie

609824/0709

auch als Lichtquelle für zeitlich aufgelöste Messungen verwendet werden kann. Bei dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel beträgt der eingespeiste Gleichstrom lediglich 1/10 bis 1/100 des Stromes in den herkömmlichen Hohlkathodenlampen, wenn die gleiche Helligkeit oder Leuchtdichte gefordert wird.

Die Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung. Argon-Gas ist in einen Kolben 26 einer Entladungsröhre 20 eingeschlossen. Der Kolben 26 ist an seinem einen Endteil mit einem Fenster 21 versehen, durch das Licht austritt, und an seiner Seitenwand mit Leitungen 24, verbunden. Eine Anode 22 und eine Kathode 23 haben beide die Form einer Platte und sind so angeordnet, daß die Entladungsflächen parallel und entgegengesetzt zueinander vorgesehen sind. Die Fläche der Kathode 23 ist mit einem zu zerstäubenden Metall belegt, um ein gewünschtes Atomspektrum zu emittieren.

Die Anode 22 ist mit einer Gleichstromquelle 30 und einer HF-Stromquelle 3I über eine Leitung 24 verbunden. Die Gleichstromquelle JO ist elektrisch von der HF-Stromquelle 31 durch eine Drosselspule 32, die ein Leiten von HF-Signalen verhindert, und durch einen Kondensator isoliert, der einen Gleichstromfluß sperrt. Die Drossel 32, die das Leiten von HF-Signalen sperrt, hat daher einen für die Frequenz der HF-Leistung ausreichend großen Blindwiderstand (Reaktanz), während der Kondensator 33» der einen Gleichstromfluß verhindert, eine ausreichend große Kapazität besitzt. Ein Impedanzanpaßglied 34 dient zum Anpassen der Impedanz

609824/0709

während der Entladung und der Ausgangsimpedanz der HF-Stromquelle 31· Die Impedanz der Entladungsröhe ändert sich abhängig vom Zustand der Gleichstromentladung in einem bestimmten Ausmaß. Dies kann jedoch durch das Anpaßglied eingestellt werden. Andererseits ist die Kathode 23 über eine Leitung 25 mit einer Spannungsauelle verbunden, deren Potential niedriger als das Potential der Anode 22 ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Leitung 25 mit Masse 35 verbunden.

Die Menge der durch die Glimmentladung zu zerstäubenden Atome, d. h. die Atomdichte in der Nähe der Kathode 23, ist im wesentlichen proportional zum Gleichstrom. Die Entladungsröhre 20 wird mit einer Entladungsleistung von ungefähr einigen W versorgt. Die Elektronen im Plasma in der Entladungsröhre werden so stark durch den HF-Strom beschleunigt, daß sie mit den durch Zerstäuben erzeugten Atomen zusammenstoßen und die Atome stark leuchtend machen. Die Größe des von der Gleichstromquelle 30 eingespeisten Stromes kann durch eine nicht dargestellte Stromeinstelleinrichtung eingestellt werden, um so die Atomdichte in der Nähe der Kathode 23 einzustellen. Weiterhin kann die Größe der Leistung von der HF-Stromquelle 31 durch eine nicht dargestellte Einstelleinrichtung eingestellt werden, um die Lichtstärke des Atomspektrums ohne Änderung des Zerstäubens einzustellen.

In der Fig. 6 sind die Ergebnisse eines Versuchs gezeigt, bei dem Aluminium leuchtend gemacht wird, indem ein Gleichstrom von 18O V, 3 mA und eine HF-

G f) Π H 2 h / 0 7 0 9

Leistung von 50 MHz, 1 W in eine Lichtquelle entsprechend dem AusfUhrungsbeispiel der Fig. 5 gespeist werden. Ein Spitzenwert 36 zeigt eine Licht- oder Spektrallinie von Aluminium mit 3964 R. Mit (a) ist die relative Lichtstärke bezeichnet, wenn ein Gleichstrom und ein HF-Signal in die Entladungsrohre gespeist werden; mit (b), wenn lediglich der Gleichstrom dorthin gespeist wird, und mit (c), wenn lediglich das HF-Signal eingespeist wird. Bei (c) kann lediglich die Emission des eingeschlossenen Gases ohne die Licht- oder Spektrallinie entsprechend dem Kathodenmaterial beobachtet werden. Bei (a) ist die Lichtstärke ungefähr 20 mal so groß wie bei (c), was zu einer stark angewachsenen Absorptionsempfindlichkeit bei der Analyse der Atomlichtabsorption führt.

Bei der Erfindung tritt keine Eigenabsorption auf, und die Elektroden entwickeln gleichzeitig keine Wärme, da die Atome durch die geringe Leistung wirkungsvoll leuchtend gemacht werden. Licht- oder Spektrallinien mit einer kleinen Bandbreite können deshalb, wie in der Fig. 6 gezeigt, erhalten werden, obwohl die Lichtstärke groß wird. Weiterhin ermöglicht die Erfindung eine Entladungsröhre mit einem sehr einfachen Aufbau der Elektroden im Vergleich zu den herkömmlichen Hohlkathodenlampen. Schließlich ist ein erweiterter Einsatz möglich, da die zu verwendenden Elemente nicht nur auf Metalle mit einem niedrigen Schmelzpunkt wie bei den herkömmlichen unpolaren Entladungslampen beschränkt sind.

In der Fig. 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch gezeigt. Ein inertes oder

t. U 9 8 2 A / 0 7 0 9

inaktives Gas ist in einen zylinderförmig abgedichteten Kolben 40 eingeschlossen. Eine Anode 41 und eine Kathode 42 sind mit Leitungen 46, 47 verbunden, die von der Seitenwand des Kolbens 40 eingeführt sind. Ein Magnet 45, der ein Magnetfeld an die Entladungsröhre anlegt, ist so angeordnet, daß er den Kolben auf zwei Seiten umgibt (wie in der Fig. 7 gezeigt). Der Magnet 45 ist lösbar an Kontakten 48 und 49 bezüglich des Kolbens befestigt. Polstücke 43 und 44 sind von der Seitenwand des Kolbens 40 eingeführt. Die Anode 4l und die Kathode 42 sind an einem Spalt vorgesehen, der durch die magnetische Fläche der beiden Polstücke gebildet wird. Die Leitungen 46 und 47 sind mit der in der Fig. 1 oder 5 gezeigten elektrischen Schaltung verbunden.

Bei diesem AusfUhrungsbeispiel werden die Gleichstrom- und HF-Leistung überlagert in die Entladungsröhre eingespeist, um ein starkes Magnetfeld in der Größenordnung von 10 kG zu bilden. Die durch die Anregung der zerstäubten Atome erzeugten Licht- oder Spektrallinien werden jeweils durch das Magnetfeld in mehrere Zeeman-Linien aufgespaltet. Eine von mehreren aus der gleichen Licht- oder Spektrallinie aufgespalteten Linien wird als Lichtprobenfluß verwendet, und die übrigen ein oder zwei Linien als Bezugslichtfluß, um eine Atomlichtabsorptionsanalyse mit sehr hoher Genauigkeit zu ermöglichen. Bei diesem Ausführungsbeispiel dienen auch zwei Elektroden als Elektrode für den Gleichstrom und die Hochfrequenz, so daß eine leistungsfähige Anregung der zerstäubten Atome ermöglicht wird. Der leuchtende Zustand wird oft durch das starke Magnetfeld beeinflußt, aber beim Ausführungsbeispiel der Fig. 7 wegen des Elektronenfluges zwischen den Elektroden parallel zur Richtung des Magnetfeldes stabilisiert.

609824/0709

Claims

Ansprüche

ί 1 ./Lichtquelle mit einer Entladungsröhre einschließlich eines Lichtaustrittsfensters, wobei eine Anode und eine Kathode in der Entladungsröhre vorgesehen sind, gekennzeichnet durch

eine NF-Stromquelle (JO), die in die Entladungsröhre (20) eine niederfrequente Leistung speist, deren Wechselperiode länger als eine Flugzeit der Ionen zwischen der Anode (22) und der Kathode (2j5) ist, und

eine HF-Stromquelle (31), die eine hochfrequente Leistung in die Entladungsröhre (20) speist (Fig. 5)·
2. Lichtquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die NF-Stromquelle (30) eine Gleichstromquelle aufweist.
3. Lichtquelle nach Anspruch 1 oder 2, bei der in die Entladungsröhre ein inertes Gas eingeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die NF-Stromquelle (7; 30) zum Zerstäuben von Atomen von der Kathode (13; 23) dient, daß eine erste Einrichtung (4; 32) einen Stromfluß von der HF-Stromquelle (1Oj 31) in die NF-Stromquelle (7; 30) und eine zweite Einrichtung (3; 33) einen Stromfluß von der NF-Stromquelle (7; 30) in die HF-Stromquelle (10; 31) sperrt.
4. Lichtquelle nach Anspruch 3> gekennzeichnet durch eine dritte Einrichtung (3^) zur intermittierenden

009824/0709

Einspeisung der niederfrequenten Leistung in die Entladungsröhre (1: 20), während die hochfrequente Leistung weiter eingespeist ist.
5. Lichtquelle nach Anspruch 3» gekennzeichnet durch eine vierte Einrichtung zur intermittierenden Einspeisung der hochfrequenten Leistung in die Entladungsröhre (1: 20), während die niederfrequente Leistung weiter eingespeist ist.
6. Lichtquelle nach Anspruch $, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungsflächen der Anode (12; 22) und der Kathode (13; 23) parallel verlaufen.
7. Lichtquelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (12; 22) unddie Kathode (13; 23) aus zueinander parallelen plattenförmigen Elektroden bestehen.
8. Lichtquelle nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung (4; 32) eine Drossel und die zweite Einrichtung ^fJ>; 33) ein Kondensator ist.
9. Lichtquelle mit einem Lichtaustrittsfenster, wobei eine Anode und eine Kathode in einer Entladungsröhre vorgesehen sind, gekennzeichnet durch

eine NF-Stromquelle (7; 30) zur Einspeisung einer niederfrequenten Leistung in die Entladungsröhre (1; 20), um Atome von der Kathode (13; 23) zu zerstäuben,

eine HF-Stromquelle (10; 31) zur Einspeisung einer hochfrequenten Leistung in die Entladungsröhre (l; 20), und

R 0 9 H 2 4 / 0 7 Q 9

- Io -

einen Magnet (45), zwischen den die Anode (41) und die Kathode (42) gelegt sind, um dazwischen einen Magnetspalt zu bilden (Fig. 7).

6 f) S) H 2 A / O 7 O 9