全新发明:GLED气体发光二极管[2]

　　4　GLED

　　气体发光二极管，即GLED，是一种综合采用正晕放电和空心阴极放电的新型放电灯。图3、图4、图5、图6为至今研发的部分GLED的示意图。其共同特征在于：阴极具有内腔结构，阳极杆居于阴极内腔的中央；阴极和阳极间分布非匀强电场，阴极的有效半径和阳极的有效半径之比大于自然常数e 。玻壳内的阴极和阳极通过导丝和外界的电源实现电联接：支撑阴极灯丝螺旋的两根导丝的管外部分相并后与电源的负极联接；阳极杆导丝的管外部分与电源的正极联接。玻壳由透紫材料做成则为紫外灯；玻壳内壁涂敷荧光粉则成荧光灯。

　　5　点灯效果

　　5.1正阻放电　

　　放电具有多种形式，现有技术常用的是正柱放电；正柱放电建立在平行电极、匀强电场的基础上，呈现负阻特性。呈正阻特性的放电是正晕放电，它建立在非平行电极、非匀强电场的基础上，阴极有效半径和阳极有效半径的比值必须大于自然常数e。

　　GLED的电极间滿足正晕放电的条件，正极到负极具备辐射状的非匀强电埸，阳极杆周边产生正电晕，参与放电的主要是正电晕，阳极杆仅起传导电流的作用，这就大大缓解了阳极杆赤热的现象；正电晕的厚度与电离的强度成正比，放电具有正阻特性。GLED点灯中不需要电弧平衡电阻，仅用电容镇流器，放电灯工作稳定，且能效较高。

　　5.2交流点灯　

　　气体放电适宜在理想的交流状态下工作，这可防止整流效应和汞泳现象的发生；空心阴极放电滿足了这一要求。

　　GLED的阳极杆与灯丝螺旋和阴极导丝就组成空心阴极放电系统。电子从热点出来后，由于非匀强电場的作用，大部分电子的速度方向并不指向阳极杆，它们将沿抛物线轨道：在朝向阳极杆的空间受到电埸的加速，在背离阳极杆的空间受到电埸的减速，结果将绕着阳极杆做来回往复的振荡。这就实现了直流供电交流工作的潜在效果，不会出现整流效应和汞泳现象。

　　5.3高效高功　

　　GLED由于采用了正晕放电和空心阴极放电两种有别于正柱放电的工作模式，首先正柱放电所特有的一系列明暗相间的区域没有了，取而代之的是浑然一体的弧光放电；由于它存在空心阴极放电的过程，可以有很高的放电电流密度、很低的电极位降。而提高放电灯的灯电流可以获得更高的辐射输出。这就为提高光效、增大功率创造了不可替代的条件。

　　5.4恒压做功　

　　由于支撑阴极灯丝螺旋的两根导丝的管外部分相并，阴极螺旋的电位基本上处处相等，点灯中可能出现两个或两个以上的热点，阴极的零埸发射电流较大。当灯的工作电流取值在阴极零场发射电流的80％以下时，灯的工作稳定可靠，而且灯的管压基本恒定，灯功率与管流同步变化；GLED实现了恒压做功的目的。

　　5.5封闭电场　

　　GLED的放电区间被封闭在阳极杆和阴极螺旋之间，激发汞放电产生的253.7nm等辐射光子不带电，不受电极和极间电场的影响，它们将充分作用于管壁，从而完成紫外出射或激发荧光粉发光的功能。由于电埸封闭，极间放电对玻壳或荧光粉的损伤在有电极的放电灯中是最低的。

　　5.6瞬时启动　

　　正柱放电的双阴极灯不宜“一点就亮”，要想瞬时启动必须在灯内设置一个启动电极。GLED的阳极杆起了很好的启动电极的作用，能在四分之一秒内点亮灯，起动损伤是非常小、非常轻的。由于不需预热启动，点灯中也不需对灯丝加热，减少了许多无功损耗；对紫外杀菌灯而言,紫外线是杀伤细菌，可见光和红外线是培养细菌，减少杀菌灯内的热辐射将提升紫外线的杀菌效果。

　　5.7点灯长寿　

　　GLED对于正离子又有不可逆转的直流电埸。当发射物质离开阴极后，被电离成正离子，在指向阴极的电埸作用下必将回到阴极（在阴极零埸发射电流充分大的情况下，约有85％～90％热蒸发的发射物质返回到阴极），这就大大减小了发射物质的消耗速率。因此，GLED的寿命有望介于普通荧光灯和无极灯之间。

　　5.8理想光源　

　　GLED保畄了白炽灯的外观特征，灯内采用了新颖的正晕放电和空心阴极放电工作机理，既方便人们使用又符合节能环保，显然是一款滿足市场需求的理想光源。

　　6展望

　　在光源的演化进程中：白炽灯属固体交流点灯，荧光灯属气体交流点灯；LED属固体直流点灯，GLED属气体直流点灯。如果LED的光效从研发初期的0.2Lm/w，在工作机理基本不变的情况下，经过人们的努力，据称现已达到102Lm/w；那么，GLED的研发前景同样令人鼓舞！

　　参考文献
　　GLED－T　实用新型　2004200581783     GLED－H　实用新型　2006201215302
　　GLED－Q　发明专利　2006101066529     GLED－F　实用新型　2006200026939