[发明专利]灯模块，尤其是用于光谱分析装置的灯模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种灯模块，尤其是用于光谱分析装置的灯模块，包括灯座体，该灯座体为了容纳具有由合成石英玻璃制成的灯泡的氘灯而具有带光束输出开口的空腔，所述光束输出开口被光学透射元件封闭。

背景技术

从期望波长范围中连续且无线（line-free）的光谱意义讲，光谱分析装置要求高的光学稳定性。氘灯是用于UV光谱学的优选辐射源，因为它们发射在180nm到大约400nm的范围中的非常强的UV辐射。为了覆盖更宽的光谱，具有延伸到可见范围中的光谱的第二灯—通常是卤素灯—连接到氘灯。这种复合灯模块的光谱位于180nm和1100nm之间的波长范围中。

使用氘灯时的一个问题是，由于氘等离子体的辐射分量低于190nm，会形成臭氧。这个问题可以通过选择特殊的硼硅酸盐玻璃—所谓的“UV玻璃”—来解决，所述硼硅酸盐玻璃吸收具有比针对氘灯灯泡的190nm更小波长的辐射。但是，UV玻璃没有陡削的吸收曲线，而是朝向长波范围逐渐变得平坦。因此，190nm和280nm之间的一部分工作辐射仍然在灯泡中被吸收，因此不可用于光谱分析的目的。

氘灯的另一种变体使用由合成石英玻璃制成的灯泡，其被完全或部分覆盖了充当针对190nm以下波长的干涉或吸收滤波器的层。这种灯类型被定义为“无臭氧”型，因为不会从灯泡发射产生臭氧的波长的辐射。但是，在灯泡上直接施加臭氧抑制滤波层非常麻烦，而且为灯模块的进一步构造提供的净空空间非常小。

市售的还有不带臭氧滤波器的氘灯，其中，为了在短波光谱范围中运行，将产生的臭氧强制去除到外部，或者所谓的臭氧吸收器在臭氧被释放到环境中之前阻挡臭氧。

德国公开的专利申请DE 3902144A1公开了一种具有石英玻璃灯泡的氘灯。灯泡中透射所生成的辐射的部分在其外侧上被臭氧抑制滤波器覆盖。这涉及到具有分层构造的干涉滤波器，其中各层是在高真空系统中通过汽相沉积施加的。使用薄膜技术的这些沉积方法花费高昂且没有不受限制的适用性，尤其是对于在弯曲表面上产生均质的层结构而言。此外，这些直接在灯泡表面上的滤波层的热负载在运行期间非常高，从而在生产期间，并且尤其是长期使用这些灯期间滤波器可能已经被损坏。

此外，欧洲专利申请公开EP 1186828A1公开了一种没有臭氧滤波器的氘灯。灯泡容纳在由铝制成的灯座体中，通过冷却通风机利用来自后侧的空气流对该灯座体进行强制通风冷却。灯泡周围的灯座体被完全封闭到一个小的开口，其装有用于光束输出的聚光透镜。在灯外壳的光束输出窗口处存在连接件，其向外引导辐射。通风机的空气流实质上使灯座体冷却或回火，但未达到管状光束输出开口中的短波辐射，从而那里以及灯泡上不会直接产生臭氧。但是，因为这种灯从光束输出开口向外发射的光谱还包括小于180nm的波长，所以未防止在灯模块外部形成臭氧。

欧洲专利申请公开EP 1201984A1也公开了一种类似的灯设计。但是，在这里，除了氘灯之外，还提供了卤素灯，以便有展宽的波长光谱可用于光谱分析。这样的系统也称为UV-VIS模块，因为光谱扩展到可见范围中（VIS=可见）。

氘灯和卤素灯被一个接一个地布置在公共光轴上。氘灯灯泡的灯座体在光轴中具有公共光束输出开口和用于布置于氘灯后方的卤素灯的辐射的光束输入开口。两个灯泡也可以容纳在同一灯座体中。在这里，通过通风机的冷却也布置于灯外壳的后侧，并且不作用于从光束输出开口发射的辐射。因为未提供臭氧滤波器—在根据EP 1186828A1的灯中也是如此，所以仅抑制了灯内部的臭氧形成，但灯外部并未得到抑制。

发明内容

本发明基于如下目标：提供一种具有带臭氧滤波器的氘灯的灯模块，该灯模块呈现出长使用寿命，可以经济地制造，并且确保了在190nm到250nm的波长范围中的高强度。

从开头提到的一般类型的氘灯开始，根据本发明通过如下方式实现这个目的：在光束输出开口中并且在光学透射元件面对氘灯的一侧上提供VUV边缘滤波器。

在根据本发明的氘灯中，使用了由合成石英玻璃制成的灯泡，该灯泡确保了即使在直到大约150nm的短波范围中都有优异的UV透射。该VUV边缘滤波器吸收波长小于190nm的短波UV辐射，否则该短波UV辐射可能导致在灯模块外部形成臭氧。因此可以取消对应的用臭氧滤波器涂覆石英玻璃灯泡的步骤。因此，在灯模块的外壳或灯座体中布置灯泡有很多可能性。因此，石英玻璃灯泡是代表用于产生灯模块的经济构件的标准构件。缩写VUV表示真空紫外线，并且指定从大约100nm直到大约190nm的光谱范围。