GLED综述[1]

　　一、工作机理：

　　笔者在做正晕放电和空心阴极放电的综合试验中偶然发现了一个浑然一体的弧光放电球。这个梦幻般的弧光放电球是那样地强壮饱满、光芒四射，就象当年的烛光，灯芯虽小（图1），灯焰却相当宏大（图2）！

　　GLED内激发的这个弧光放电球是怎样产生的？GLED的工作机理又是什么？相关课题让笔者陷入了日夜寻思，经过艰辛的探讨，笔者获得了一种解说弧光放电球的e旋进放电理论。

　　e旋进放电是指GLED的极间组合和电场分布达到特定要求时，阳极到阴极的辐射状态的电场不仅滿足了正晕放电和空心阴极放电的条件，而且产生了意想不到的e旋进放电的效果。

　　电子从Ω形阴极螺旋的顶部圆弧部分的热点发射出来，由于附近阴极的推斥作用，使电子在离开热点时具有足够大的角动量，这样绝大多数电子就不会立即打到阳极上，而进入到由柱状阳极和Ω阴极建立起来的对称对数电场中（靠近芯柱侧），连续做e形螺旋轨道运动，具有很长的平均自由程（可达10米）。在电子做e形螺旋轨道运动的过程中汞蒸汽被激发，电子也损失了能量，轨道逐渐缩小，最后落到柱状阳极上。

　　汞蒸汽被激发生成的汞离子由于非匀强电场的作用，使汞离子同样具有足够大的角动量，这样绝大多数汞离子就不会立即打到热点上，而进入到由柱状阳极和Ω阴极建立起来的扇形辐射状的电场中（远离芯柱侧），以热点为焦点连续做大小不等的椭圆轨道运动（由于柱状阳极对汞离子的推斥作用，椭圆的长轴在灯芯外侧），同样具有很长的平均自由程。在汞离子做椭圆轨道运动的过程中汞蒸汽继续不断地被激发被电离，大量的汞原子跃迁辐射紫外线，形成弧光放电球。汞离子由于不断地激发和跃迁也损失了能量，轨道逐渐缩小，同样完成e形螺旋轨道运动，最后落到Ω阴极的热点上。

　　由于等离子体间的相互作用（同种粒子相互排斥，异种粒子相互吸引），电子和汞离子在做一个e形螺旋轨道放电的每一瞬间还有别一个的e形螺旋轨道的推进，即e旋进运动，从而完成e旋进放电，产生浑然一体的弧光放电球！

　　2 制程工艺

　　GLED-Ω的非匀强电场是由Ω形的阴极螺旋和居于腔内的柱状阳极构成。其特征在于：阴极螺旋的Ω造型是先把钨螺旋灯丝两端部分套装在芯柱两根经截长的阴极内导丝上，然后部分钨螺旋灯丝和经截长的阴极内导丝一起经机械法S形夹接；柱状阳极居于内腔中央，针对不同的灯功率可在阳极内导丝上套装相应的直钨丝螺旋，直钨丝螺旋由阳极内导丝的末端弯钩固定（如图5）。

　　GLED-Ω阴极灯丝的Ω造型是由螺旋灯丝的弹力自然成型。显然，灯丝过长将造成阴极晃动，过短又使弧光球压缩。本制程提出了一种较好的Ω阴极灯丝长度的取值范围，其特征在于：阴极灯丝Ω的总高度H和Ω开口宽度D的比值必须滿足：1.5〈H/D〈2.5。柱状阳极的末端A处在Ω阴极灯丝的顶部半圆圆心的位置较佳（如图6）。