實驗名稱：功率放大器在無汞光源研究中的應用

研究方向：無汞光源

實驗設備：

ATA-4011高壓功率放大器、高頻信號發生器、Ｕ形管、外部激光、低壓電源、變壓器、數字示波器。

實驗內容：

用He-Xe混合氣體作為工作氣體?主要利用了氙147nm的共振輻射激發熒光粉發光。研究人員應用了激光吸收光譜和真空紫外輻射光譜來研究不同氣體激發態對于放電的能量平衡以及輻射輸出的貢獻。研究還顯示在100Pa下稀有氣體放電的效率有可能達到傳統熒光燈的一半。

實驗過程：

放電電流隨時間對Xe（1ｓ3）和Xe（1ｓ2）軸向原子密度的影響（工作頻率為20ｋＨｚ氣體壓強為2?5Ｔｏｒｒ）。從下圖中可以看出電流的增加導致兩種激發態最大密度的增加。Xe（1ｓ2）的密度在Xe（1ｓ3）密度值還很高時已顯示出極大的向下衰減的趨勢。導致這種現象的原因是因為Xe（1ｓ2）的共振衰減主要是由Ｈｅ原子的碰撞所決定與放電電流無關。而亞穩態Xe（1ｓ3）數量的減少主要是由于電子碰撞導致的分布電離?當亞穩態Xe（1ｓ3）的密度高時它能產生數量眾多的電子。

實驗結果：

下圖顯示了工作頻率對平均電子能量的影響。從圖中我們可以看出?電子能量的最大值與頻率僅有微弱的聯系?而最小值出現在電壓為0時；平均電子能量隨電壓頻率的增長而快速增長。在頻率很高時?電子能量對頻率的改變仍極為敏感。在給定的試驗條件下?Ｘｅ（1ｓ2）的ＶＵＶ輸出是0?2Ｗ／ｍ?相比ＨｅＸｅ的總放電功率密度?只占不到5％。將近97％的總ＶＵＶ輸出能量是從Ｘｅ（1ｓ4）態中發出的?這條輻射譜線要比Ｘｅ（1ｓ2）原子的129ｎｍ輻射高20～30倍。

借此可以分析得到表面照度及啟動電壓對應于頻率的曲線關系?以確定最佳的工作頻率。現有的含汞無極熒光燈的光效可達60～80ｌｍ／Ｗ。?通過表面照度的比例來折算光效?氦氙燈光效可達10～13ｌｍ／Ｗ?氖氙燈光效可達9～12ｌｍ／Ｗ。

放大器在該實驗中發揮的效能：放大函數發生器中的電壓信號，成功驅動負載

功率放大器ATA-4011參數指標：