Импульсно-периодический разряд в цезии как эффективный источник света

Abstract

Выполнено самосогласованное моделирование импульсно-периодического разряда высокого давления в цезии. Исследованы механизмы теплообмена в плазме, формирование профилей температуры и спектр излучения разряда. Показано, что основным механизмом переноса энергии является нелокальный теплообмен, обусловленный частичной реабсорбцией интенсивного рекомбинационного излучения. В широком диапазоне параметров исследованный разряд является эффективным источником света с непрерывным спектром рекомбинационного излучения, который в видимой области близок к планковскому. Спектр формируется за счет ярких фоторекомбинационных 6P и 5D континуумов цезия, пороги которых существенно сдвинуты в длинноволновую область. Электрическая энергия, вкладываемая в разряд, практически целиком излучается. Индекс цветопередачи видимого излучения достигает практически предельного значения Ra = 99.

Виконано самоузгоджене моделювання імпульсно-періодичного розряду високого тиску у цезії. Досліджено механізми теплообміну у плазмі, формування профілів температури та спектр випромінювання розряду. Показано, що основним механізмом переносу енергії є нелокальний теплообмін, зумовлений частковою реабсорбцією інтенсивного рекомбінаційного випромінювання. У широкому діапазоні параметрів досліджений розряд є ефективним джерелом світла з неперервним спектром рекомбінаційного випромінювання, який у видимій області близький до планківського. Спектр форму ється за рахунок яскравих фоторекомбінаційних 6P и 5D континуумів цезія, пороги яких істотно ссунуті у довгохвильову область. Електрична енергія, що вкладається у розряд, практично цілком випромінюється. Індекс кольоропередачи видимого випром інювання досягає практично граничного значення Ra = 99.

Self-consistent simulation of pulse-periodic high-pressure cesium discharge is carried out. The mechanisms of heat exchange in plasma, formation of temperature profiles and radiation spectrum of discharge are investigated. It is displayed that the main mechanism of heat exchange in discharge is intensive non-local heat transfer caused by partial reabsorbtion of intensive recombination radiation. In a wide range of parameters the investigated discharge is an effective light source with a continuous recombination spectrum of radiation which in visible region is close to black body spectrum. The spectrum is formed by bright photorecombination 61P and 5D cesium which thresholds are essentially shifted to long waves region. The electric energy put into discharge is practically completely radiated. The color rendering index of visible radiation reaches practically maximum value of Ra = 99.