ड्यूटेरियम आर्क लैंप

ड्यूटेरियम आर्क लैंप

ड्यूटेरियम आर्क लैंप कम दाब वाला गैस-निर्वहन प्रकाश स्रोत है जिसका उपयोग प्रायः स्पेक्ट्रम विज्ञान में किया जाता है जब पराबैंगनी विकिरण क्षेत्र में एक सतत स्पेक्ट्रम की आवश्यकता होती है।

आर्क या हाइड्रोजन का उपयोग करके निर्वहन लैंप पराबैंगनी प्रक्षेत्र में उनके उच्च उत्पादन के लिए उल्लेखनीय हैं प्रत्यक्ष और अवरक्त विकिरण में तुलनात्मक रूप से कम उत्पादन के साथ यह हाइड्रोजन प्रदिप्त की स्थिति के समान है साधारण प्रकाश-हाइड्रोजन (हाइड्रोजन -1) से बने आर्क लैम्प ड्यूटेरियम को बहुत समान पराबैंगनी विकिरण स्पेक्ट्रम प्रदान करते हैं जो पराबैंगनी विकिरण स्पेक्ट्रमदर्शी में उपयोग किए गए हैं हालांकि, ड्यूटेरियम का उपयोग करने वाले लैंप का जीवन काल लंबा होता है और उनके पराबैंगनी विकिरण दूरी के अंत में एक उत्सर्जन तीव्रता होती है जो एक ही तापमान पर एक साधारण हाइड्रोजन आर्क बल्ब से तीन से पांच गुना अधिक होती है ड्यूटेरियम आर्क लैंप इसलिए कई गुना अधिक कीमती होने के बाद भी लघु तरंग पराबैंगनी विकिरण आवृति के लिए प्रदिप्त-हाइड्रोजन आर्क लैंप का अपेक्षाकृत अच्छा प्रकाश स्रोत माना जाता है।

संचालन का सिद्धांत

विशिष्ट हाइड्रोजन बामर रेखाए (क्रमशः बाएं से दाएं क्रमशः 486 एनएम और 656 एनएम वाले D_β और D_α पर), ~ 160-400 एनएम क्षेत्र में निरंतर उत्सर्जन और लगभग 560 के बीच फुलचर बंधन उत्सर्जन दिखाते हुए एक पराबैंगनी विकिरण क्षेत्र ड्यूटेरियम आर्क लैंप का उत्सर्जन स्पेक्ट्रम से 640 एनएम हाइपरफाइन प्रभाव के कारण ड्यूटेरियम का उत्सर्जन स्पेक्ट्रम प्रोटियम से अपेक्षाकृत अलग होता है, हालांकि ये प्रभाव नैनोमीटर के भागों द्वारा रेखाओ की तरंग दैर्ध्य को परिवर्तित कर देते हैं और यहां उपयोग किए गए स्पेक्ट्रोमीटर द्वारा पहचाने जाने के लिए बहुत ठीक हैं आणविक बैंड में पराबैंगनी विकिरण उत्सर्जन की अधिक तीव्रता के कारण हाइड्रोजन के अतिरिक्त ड्यूटेरियम का उपयोग किया जाता है।

ड्यूटेरियम लैंप टंगस्टन संवाहक तार का उपयोग करता है और सर्वोत्तम आउटपुट स्पेक्ट्रम का उत्पादन करने के लिए डिज़ाइन किए गए निकेल संरचना के विपरीत किनारों पर एनोड रखा जाता है ऊष्मीय बल्ब के विपरीत, संवाहक तार ड्यूटेरियम लैंप में प्रकाश का स्रोत नहीं होता है इसके अतिरिक्त संवाहक तार से एनोड तक एक आर्क बनाया जाता है आर्क लैंप के समान प्रक्रिया करता है क्योंकि संवाहक तार को संचालित करने से पहले बहुत गर्म होना चाहिए और उपयोग करने से पहले इसे लगभग 20 सेकंड के लिए गर्म किया जाता है क्योंकि निर्वहन प्रक्रिया अपनी ऊष्मा उत्पन्न करती है निर्वहन प्रारम्भ होने के बाद हीटर को बंद कर दिया जाता है हालाँकि ज्वलित प्रकाश वोल्टेज 300 से 500 वोल्ट होता हैं आर्क बनने के बाद वोल्टेज लगभग 100 से 200 वोल्ट तक कम हो जाता है बनाया गया आर्क बल्ब के भीतर निहित आणविक ड्यूटेरियम को उच्च ऊर्जा अवस्था में उत्तेजित करता है ड्यूटेरियम तब प्रकाश का उत्सर्जन करता है क्योंकि यह अपनी प्रारंभिक अवस्था में वापस आ जाता है और यह निरंतर पराबैंगनी विकिरण का मूल है यह प्रक्रिया परमाणु उत्तेजित अवस्थाओं (परमाणु उत्सर्जन) के क्षय की प्रक्रिया के समान नहीं होती है जहाँ इलेक्ट्रॉन उत्तेजित होते हैं और फिर विकिरण उत्सर्जित करते हैं इसके अतिरिक्त एक आणविक उत्सर्जन प्रक्रिया, जहां आणविक उत्सर्जन (D₂) में उत्तेजित अवस्थाओं का विकिरण क्षय प्रभाव का कारण बनता है।

ड्यूटेरियम की वर्णक्रमीय रेखा संरचना प्रकाश हाइड्रोजन से विशेष रूप से भिन्न नहीं होती है लेकिन ड्यूटेरियम में अपेक्षाकृत दृढ़ आणविक बंधन (439.5 से 432 किलोजूल/मोल) होता है और आर्क के तापमान पर कम-अच्छी तरह से आयनित होता है यह स्पेक्ट्रम के आणविक भाग में अणुओं की एक बड़ी संख्या और पराबैंगनी विकिरण के अधिक उत्सर्जन (प्रकाश उत्पादन) का कारण बनता है जो पराबैंगनी विकिरण क्षेत्र में सबसे दूर है क्योंकि लैंप उच्च तापमान पर कार्य करता है सामान्य ग्लास हाउसिंग का उपयोग पराबैंगनी विकिरण के लिए नहीं किया जा सकता है वे पराबैंगनी विकिरण को भी स्थगित कर सकते है इसके अतिरिक्त प्रकाश के विशिष्ट कार्य के आधार पर एक संयुक्त विकृति लेंश, पराबैंगनी विकिरण लेंश या मैग्नीशियम फ्लोराइड का उपयोग किया जाता है।

ड्यूटेरियम लैम्प का विशिष्ट जीवनकाल लगभग 2000 घंटे का होता है अधिकांश निर्माता 2000 घंटे का दायित्व करते हैं लेकिन नए लैंप निरंतर 5000 घंटे और इससे अधिक समय पर भी अच्छा प्रदर्शन कर रहे हैं।

ड्यूटेरियम लैंप स्पेक्ट्रम

ड्यूटेरियम लैंप 112 एनएम से 900 एनएम तक विस्तृत विकिरण का उत्सर्जन करता है हालांकि इसका निरंतर स्पेक्ट्रम केवल 180 एनएम से 370 एनएम तक है स्पेक्ट्रम की तीव्रता वास्तव में 250 एनएम से 200 एनएम तक नहीं घटती है जैसा कि ऊपर स्पेक्ट्रम में दिखाया गया है कि भूखंड में कमी प्रकाश की तीव्रता को मापने के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रकाश संसूचक की कम तरंग दैर्ध्य पर दक्षता में कमी के कारण है ड्यूटेरियम लैंप का निरंतर स्पेक्ट्रम पराबैंगनी विकिरण विकिरणमापी कार्य में एक संदर्भ के रूप में और विभिन्न प्रकाशमापी उपकरणों में एक संकेत उत्पन्न करने के लिए उपयोगी है।

सुरक्षा

बल्ब द्वारा उत्सर्जित पराबैंगनी विकिरण की उच्च तीव्रता के कारण ड्यूटेरियम बल्ब का उपयोग करते समय आंखों की सुरक्षा का सुझाव दिया जाता है उच्च प्रचालन ताप के कारण प्रकाश से बचने के लिए प्रत्यक्ष रूप से बल्ब को छूने से बचने के लिए भी सावधानियों को ध्यान मे रखना चाहिए और ठंडा होने पर भी बल्ब को प्रत्यक्ष रूप से छूने से आवरण गल सकता है इन्ही कारणों से इसकी आउटपुट तीव्रता कम हो जाती है।