Het verminderen van de spectrale energie tot 0,5% met galliumjodiumlampen
De meeste UV-lampen die op de markt te vinden zijn, zijn wat te ‘luidruchtig’. Ze geven een breed spectrum van licht af, wat prima is voor bepaalde toepassingen. Maar voor high-end industriële toepassingen of analytisch werk is dat extra spectrum pure verspilling. Het is net alsof je probeert een spotlicht te gebruiken terwijl je eigenlijk een laser nodig hebt.
Daarom hebben we ons toegelegd op galliumjodium (GaI). We hebben maandenlang gewerkt aan het aanpassen van de gasvulling en de vorm van de elektroden, zodat het spectrum nauwer kan worden beperkt. Het doel? Een spectrale energiedichtheid van 0,5%.
De moeilijkheden in de fysica
Het werkt als volgt: we stimuleren de galliumatomen in een jodiumhalogeencyclus. Hierdoor wordt de energie gericht op zeer specifieke UV-gebieden.
Maar het is niet zo simpel om gewoon een buisje te vullen en het klaar te noemen. We moeten goed opletten op de druk en het exacte verhoudingsgetal tussen gallium en jodium. Als de druk ook maar iets te laag of te hoog is, verschuift het spectrum. En zodra het spectrum verschuift, is de spectrale zuiverheid verloren. Om dit te voorkomen, gebruiken we hoogzuiver synthetisch kwarts, zodat de buitenlaag van de lamp het licht dat we willen uitstralen niet opneemt.
De nadelen (want er is altijd een prijs)
Als je zoveel energie in zo’n smal gebied probeert te stoppen, wordt het erg heet. Die geconcentreerde energie zorgt voor een enorme hittebelasting op de uiteinden van de lamp. Om te voorkomen dat de elektroden verbranden, gebruiken we legeringen van tungst en passen we de manier waarop ze worden afgesloten aan.
Hierdoor krijg je de precisie die je nodig hebt. Maar je moet ervoor zorgen dat je apparaat goed gekoeld kan worden. Zonder een goede koeling zal de hitte ervoor zorgen dat de golflengte tijdens langdurig gebruik verandert. Dan ben je weer terug bij af.
Een paar tips voor ingenieurs
Als je deze lampen wilt gebruiken, moeten ze gemakkelijk kunnen worden vervangen door standaard UV-lampen – mits je stroomvoorziening in staat is om de specifieke spanning die GaI vereist te leveren.
We hebben deze lampen gemaakt voor mensen die geen risico willen nemen met ongewenste spectrale overlap. Eén tip: controleer altijd of de spiegel goed is gealigneerd. Als de spiegel iets scheef staat, zal het licht worden verspreid, en al die precisie die we hebben bereikt, is dan verloren.