CH200833A - Procédé pour la transformation de la lumière émise par un dispositif à décharge électrique dans un gaz. - Google Patents

Description

Procede pour la transformation de la lumiere emise par un dispositif ä decharge eleetrique dann un gaz. La pres,ente invention concerne un procede pour la transformation de la lumiäre emise par un dispositif ä deeharge electrique dans un gaz.

1-1 a dejä ete propose, en vue de realiser divers effets lumineux, d'utiliser, en combi- naison avec un tube ä decharge luminescente dans des gaz ou vapeurs, notamment avec un tube ä vapeur de m-ercure, deux couches fluorescentes successives, excitees l'une par la decharge, 1'autre par les radiations transfor- mees par la Premiere.

La presente invention, relative au ras oh. 1e tube ä, @decharge pAsente un rayonnement ultra-violet impertant, vise par un choix con- venable de res couches ä obtenir une lumiere dopt la @repartition @d'energie Jans 1e spectre visible soit sensiblement semblable ä celle de la lumiere solaire; elle a aussi pour bat de fouTnir ce resultat avec 1e maximum de ren- dement. Ces buts sont atteints d'apres 1e procede suivant 1'invention, du fait qu'on utilise deux couches fluorescentes disposees l'une derriere 1'autre, dont la premiere, excitee par la de- charge, fournit, en öutre d'un rayonnement visible, un rayonnement dans la plus grande Partie de la gamme ultraviolette _s'etendant au-dessus de 3000 Angstroem, et dopt la se- conde, soumise 'a-1'ensemble des rayonnements ultraviolet et visible emanant de la premiäre, laisse passer sann transformation 1e rayonne- ment visible et transforme 1e rayonnement ultTaviolet en lumiere visible, la lumiere finale cherchee sortant de rette seconde coache.

La recherche du rayonnement ultraviolet de grande longueur d'onde resulte de ce qu'il est necessaire, en vue du bat poursuivi, que la seconde coache laisse passer toutes les ra- diations visibles emises par la Premiere sans par Suite en absorber aucune; d':autre Part, eile est justifiee comme correspondant ä la meilleure utilisation de 1'energie lumineuse fournie par 1e tube ä decharge, puisque, ä la connaiseance de 1'inventeur, il n'ä pes ete pos- sible jusqu'ä present de trouver, pour eonsti- tuer la premiere coache, une mauere fluores- cente permettant de transformer 1'ensemble du rayonnement ultraviolet de la decharge en radiations visibles. Ce rayonnement dans 1'ultraviolet long doit etre determine pour Bonner lieu, aprA transformation par la se eonde coache, ä une distribution d'energie dans le spectre visible complementaire de Gelle correspondant aux radiations transmises par transparence par la seconde coache, cette der- niere au moins, etant choieie avantageuse- ment telle qu'on puisee, comme connu, faire varier ä volonte, Jans une large mesure, son domaine et son intensite de fluoresoenee, no- tamment par modification de son epaisseur, de @a teneur en substance luminogene et en outre, lorsqu'elle est eonatituee par un m6- lange, de la propoTtion des eonstituants dann ce melange.

<B>11</B> est en general indique de Aperer les deux couches au moyen dune paroi et/ou d'un eepace, Ges derniers etant alors choisis trans- parents aux radiations visibles et aux rada- Bons ultraviolettes de grande longuenr d'onde.

Pour que 1e resultat eherche sofft atteint dann les meilleures conditions, il est avanta- geux de proceder de faeon que 1'ensemble des deux couehes et, 1e Gas echeant, de la paroi et/ou de 1'espace ei-dessus transforme ou ab- sorbe notablement les radiations correspon- dant aux raies intenses du spectre de lumi- nescenoe, par exemple les raies jaunes, vertes et bleues du mercure, dont 1'intensite trog gründe causerait des discontinuites regretta- bles.

Il Ast apparu que ledit Asultat pouvait etre obtenu de facon Ws satisfaisante et avec un excellent rendement, par exemple avee 1e couple suivant de matieres fluoreseentes, em- ployees dann fordre: 10 Premiere coache de tungstate de cal eium fluorescent, 20 seconde wache de sulfure de zinc ou de sulfure de cadmium osx nn melange de ces deux sulfures.

Le spectre obtenu dann oes conditions Ast, remarquablement sembäable dann toutes ses parties au spectre solaire; il contient meme comme eelui-ei des mdiatibns ultraviolettes de tres grande longueur d'onde qui pourraient eire au besoin transformees elles-memes en radiations vieibles par une trosieme coache de matiere fluoreseente convenablement choi- sie; au caa oft les :deua autres RTI ID="0002.0274" WI="12" HE="4" LX="1737" LY="630"> couehes telles que ehoisies ne fourniraient pes 1e resultat d & sirss avee une approxixnation suffisante.

Un dispositif pour la mise en ceuvre du proeede pourrait par exemple eire etabli de la maniere suivante: 1e tungstate de calcium fluoresoent est dispose en coache minee, sui- vant les proc6d$s connue, ä Pintkrieur d'un tute a. deeharge; eontenant des gaz rares et de la vapeur de mereure. ;LA paroi du tobe est constituge en verre pyrex: Le tungstate de ealeium absorbe la gresque totalite des ra- diations ultraviolettes de courtes et moyennes longueurs d'onde emises par 1e mercure, et il timet un spectre fluoreaoent Atalant, dans 1e speetre visible et dann 1'ultraviolet de grande longueur d'onde, jusque vors 3000 Angstroem. Le sulfure de zine-mdmium Ast dispose ä 1'exterieur du tute en oouche minee, soit sur la paroi extkieure du tute, sofft sur la paroi interieare dun tube en verre ordinaire dis- pose en un manchon autoirr du premier tobe.

La lumiere visible et ultraviolette de grande longueur d'onde ömi e par 1e tungstate irradie 1e sulfure, en paesant au travers de la paroi en pyrex, qui est transparente aux ra- diations ultraviolettes. de gründe longueur d'onde juszque vers les radiations ultra- violettes de moyenne longueur d'onde, et eventuellement au travers de fair compris entre 1e tube et 1e manchon et qui, comme an 1e seit, est transparent ä oes radiations. Le sulfure hisse passer; avee peu d'absorp- tion, la lumi6re visible qu'il reeoit et trans- forme les radiations de gründe longueur d'onde, emiem par le tungstate, surtout la region comprise entre 3600 Angstroem et >000 Angstroem, en radiations visibles jaune- orange et rouges.

Daus Ces con.ditions, la lumiere visible fluarescente ä predominence violette et bleue emise par 1e tungstate se trouve comptetee par la lumiere ä, predominence orangee et rouge du sulfure, pour donner une lumiere sensiblement Blanche, tres voisine, dans sa repartition d'energie, de celle du spectre so laire.

D'autre pari, 1e Passage des radiations vi- sibles du mercure, successivement au travers des deux Couches de maueres florescentes, entraine par deux effets superposes d'absorp- tion partielle une attenuation tres importante des raie.s visibles,du mercure, beaucoup plus, toutes choses egales, qu'avec une Beule coa- che de mattere fluorescente. La lumiere Blanche resultante est donc particulierement pure et ne provoque pas sur les objets eclai- r6s, notamment sur la peau, Ces effets defor- mants qui entachent dune maniere generale 1'emploi des tubes ä mercure.

Enfin, la transformation de la plus grande partie de 1'energie ultraviolette emise par le mercure, par 1e mecanisme ci@d.essus decrit, entraine une amelioration notable du rende- ment lumineux.

Comme variante de la mise en Oeuvre du procede, an pourrait aussi etablir un dispo- sitif comme suit: Premiere coache de mattere fluorescente - paroi et/ou espace transparent - deuxieme coache de mattere fluorescente choisie en fonction de la Premiere; ce disposi- tif pourra Ctre place completement sott ä 1'in- tArieur du tube ä decharge lui-meme, sofft ä 1'exterieur.

Si 1e dispositif est place ä Finterieur du tube ä decharge, 1a deuxieme mattere fluores- eente, les sulfures par exemple, Sera d'abord appliquee par les pracedes connus, en coache mince, contre la paroi inUrieure du tube ä deeharge. Un enduit convenable, acide bori- que par exemple, faisant Office de paroi inter- m6diaire, Sera applique sur la mattere fluores- cente. Cet enduit ou vernis sera choisi de maniere qu'il satt, comme opecifie, transpa rent au moins aux radiations ultraviolettes de grandes longueurs d'onde. Si Fon recon- nait qu'un enduit, peu traneparent ä cet egard, est desirable 'ä @d'autres points -de vue, comme par exemple pour ses qualites m6ca- niques au chimiques, an 1e disposera en coa- che extremement mince. Puffs la Premiere ma tt6re fluorescente Sera appliquee, par les pro- c6d6s eonnus, contre 1'enduit. Dans ce mode de realisation, la Premiere mauere fluores- cente devra eire particulierement resistante, comme 1e tungstate de calcium par exemple, ä 1'action electrique de la decharge, au ä Faction chimique des gaz ou,des vapeurs in- troduits dann 1e tube.

Si, suivant 1'autre mode de realisation, 1e dispositif : Premiere mattere fluorescente - RTI ID="0003.0271" WI="9" HE="3" LX="1076" LY="822"> paroi - deugieme mattere fluorescente - est place hors du tube ä decharge, la paroi du tube ä decharge devra eure constituee en une mattere transparente aux radiations ultra violettes longues, moyennes et courtes, par exemple en silice ou en verre au Phosphate.

Dans ce mode de realisation, 1e dispositif fluorescent peut etre lie par construction au tube ä decharge, ou bien eire independant de lui, ou en,dependre en Partie seulement. Des exemples feront mieux comprendre Cesdi- verses modalites En Premier lieu, 1e tube ä decharge est place ä Finterieur dune enceinte en verre pouvant avoir par exemple la forme dune ampoule de lampe electrique ä incandescence. L'espace compris entre 1e tube et Fampoule peut eire en relation avec Fair ou bien etre etanche. L'etancheite permet de faire 1e vide, ce qui a pour avantage d'isoler thermique- ment 1e tube ä mercure, constituant par exemple 1e tube ä decharge, en augmentant Bon rendement, et de ne pas absorber 1e rayonnement ultraviolet de courte longueur d'onde emis par lui.

0n peut egalement remplir cet espace de gaz isolants thermiquement et transparents aux ultraviolets Courts, par exemple de gaz rares, comme Fargon, 1e krypton et 1e xenon. Les sulfures :de zinc et de Cadmium consti- tuant par exemple la seconde mattere fluo- rescente, mis en suspension dans un vernis transparent aux ultra-violets, sont d6pos6s en couche minne; au pistolet, sur la paroi int6- rieure de 1'ampoule.

La Premiere matiöre fluorescente, 1e tungstate de calcium, par exemple, est d6po- sk sur la pa.roi int6rieure d'un capuchon en pyrex dispos6 ä 1'interieur de 1'ampoule d6- crite ei-dessus et recouvrant, comme un man- ebon de bec Auer, 1e tube ä mercure.

Ce dispositif presente 1'avantage de per- rnettre 1e d6veloppement de chaeune des deux surfaces enduites de la Premiere et de la deuxieme couche de matieres fluorescentes, jusqu'ä la grandeur voulue, pour ehaeune d'elles, pour obtenir une transformation con- venable des 6nergies suceessivement mises en jeu.

11 est partiauherement interessant dans 1e cas oü 1e tube ä döeharge est un tube ä mer- cure ä haute Pression de petite dimension; donc de Brand 6clat.

Suivant une autre variante de construe- tion, 1e dispositif fluoreseent peut etre com- pletement distinct du tube ä dacharge et constituer par lui-meme des manchons ou des globes diffusants que 1'on dispose ä volont6 autour du tobe ä dacharge. Le manchon transparent supportant int6rieurement, comme decrit ci-dessus, la Premiere matiere fluores- cente, peut etre fix6 au tube ä dacharge lui- meine mecaniquement et an peut pr6voir des rnoyens assurant 1'etancheiM de 1'espace com- pris entre ce manchon et 1e tube, tandis que 1e manchon ou 1e globe muni de la deuxieme mauere fluorescente est mobile. En faisant varier la nature des dep84s fluoreseents sur oes manchons ou globes, ces d6pöts Aant tou- jours choisie conform6ment au prMent pro- ced6, en fonction de la Premiere matiere fluorescente, an peut r6aliser toute une s6rie de manchons en globes capables de Bonner par exemple, avec la meine source d6crite, des effets.de lumiere Blanche 16gerement eolork.

Enfin"dans une autre variante, la deuxieme mati & e fluorescente est d6pos6e sur une sur- face en verre amovible soumise en Partie di- rectement et en Partie par reflexion, ä 1'aide d'un r6flecteur appropri6, ou en totalite par r6flexion, au rayonnement transmis et 6mis par la mauere fluoreseente.

Dans tour les dispositifs; las manehons ou globes supportant la deuxieme matiAre fluo- re8cente peuvent etre constituAs en verres co- loräs; de faeon ä am61torer eventuellement 1'effet obtenu.

Les figures ei-jointes illustrent, ä eitre d'exemple, et sann qu'elles puissent avoir pour effet de limiter la portke de 1'invention, divers modes de Aalisation de dispositifs pour la mise en oeuvre du proo6a6 qui en fait l'ob- jet; dans 1e cas oü 1e dispositif Premiere matibre fluorescente - espace intermediaire - deuxieme mati6re fluorescente - est ext6- rieur au tube.

Sur la fig. 1, 1 repr6sente 1e tube qui eomporte un remplissage de mereure et de gaz rares. Sa paroi 2 est en quartz pour lais- ser passer les radiations ultraviolettes. La Premiere couche fluoreseente, tungstate de caleium 3, est deposAe sur la surface interne d'un manchon cylindrique 4 entourant 1e tube et constitu6 de pyrex pour laisser passer les radiations ultraviolettes de Brande lon- gueur d'onde. La deuxi%e couche 5, sulfures de eadmium et de zine, est d6posäe sur la paroi int6rieure d'un manchon 6 en verre or- dinaire entourant 1e Premier: Sur la fig. 2, 1e tube 1 avec paroi en quartz 2 est entour6 d'un capuchon 4 en pyrex, recouvert int6rieurement de tungstate de caleium 3 et supportk m6eaniquement sann 6tanch@itb par un support ?: L'ampoule en verre ordinaire 6, recouverte int6rieurement de sulfure 5 est soud6e Tune faeon Manche ä une douille 8 qui supporte 1'ensemble. Le vide peut Atre fait ä 1'inMricur de 1'ampoule: La fig. 3 represente une variante de la fig. 2; dann laquelle 1e capuchon en pyrex 4, supportant 1e tungstate 3; est fixt de fagon 6tanche a la douille-support 8, tandis que 1'ampoule en verre ordinaire 6, recouverte in törieurement de sulfures 5, est amovible.

Enfin, sur la fig. 4 est repr6sent6 la meine disposition avec rAflecteur, les sulfures 5 etant ici placks sur une surface plane en verre ordinaire 6 placäe d'un oöt6 du tube 1 avec paroi en quartz 2 et du manchon 4, re- couvert de tungstate 5, 1e Aflecteur 9 ren- voyant vers la surface 6 los radiations 6mi- ses dann les autres directions.

Claims (2)

1. REVENDICATION Procede pour la transformation de la lu- miere emise par un dispositif ä decharge elec- trique dans un gaz ä rayonnement ultra- violet, en une lumiere dont 1e spectre visfble est semblable dans sa distribution d'energie au spectre solaire, caracterise en ce qu'on uti- lise deug couches fluorescentes disposees l'une derriere 1'autre, dopt la premiere, egcitee par la @decharge, fournit, en outre d'un rayonne- ment visible, un rayonnement dans la plus grande partie de la gamme ultraviolette s'eten- dant au-dessus de 3000 Angstroem et dopt 1a seconde, s oumise ä 1'ensemble des rayonne- ment ultraviolet et visible emanant de la pre- miere, hisse passer sans transformation 1e rayonnement visible et transforme 1e rayon- nement ultraviolet en lumiere visible, la lu- miAre finale eherchee sortant de rette seconde couche. SOUS-REVENDICATIONS 1 Procede suivant la revendication, caracte- rise en ce quo les deug couches emettent par fluorescence, dann la gamme visible, la premiere une lumiere bleu-violet et 1a se- conde une lumiere jaune-orange.
2. 2 Proc6de suivant la revendication, caracte- risA en ce quo la premiere couche est consti- tu6e par,du tungstate de calcium @et la se- conde par un sulfure ä fluorescence jaune- rouge.