[发明专利]一种脉冲氙灯及其封接方法

说明书

本发明公开了一种脉冲氙灯及其封接方法。氙灯中的石英管内两端沿横向中轴线分别设置有电极Ⅰ、电极Ⅱ。电极Ⅰ与电极Ⅱ沿石英管的纵向中轴线左右对称设置。石英管纵向中轴线右端的电极Ⅰ尾部与电极帽、转接头、电缆线沿横向中轴线依次固定连接。石英管纵向中轴线左端与石英管纵向中轴线右端的结构相同。电极帽套在石英管端口外面，两者中间填充活性焊料，并在低于5×10^－3Pa真空环境中加热至600℃以上，当活性焊料熔融并与石英玻璃充分反应后，完成电极帽与石英管的直接非匹配封接。本发明易于实现氙灯封接的自动化和规模化生产，封接工艺简单稳定，封接区真空密封性能好，结构强度高，氙灯可承受大电流，使用寿命和工作可靠性显著提高。

技术领域

本发明属于特种电光源技术领域，具体涉及一种脉冲氙灯及其封接方法。

背景技术

大功率脉冲氙灯作为大型激光器的泵浦光源具有广泛的应用。为承受氙灯工作瞬间产生的高温等离子体，灯管均采用石英玻璃。石英管与电极组件之间的封接是脉冲氙灯生产中最关键的环节，封接工艺以及封接质量的好坏不仅影响氙灯的寿命，也对氙灯结构强度产生重要影响。目前最常用的封接方式是过渡玻璃封接和钼箔（或钼筒）封接。

过渡玻璃封接技术是首先利用可与金属实现匹配连接的特种玻璃实现金属与特种玻璃之间的致密封接，然后利用一系列过渡玻璃实现特种玻璃与石英玻璃之间的连接，最终实现金属电极与石英管之间的紧密连接。名称为“过渡封接型氙灯”的中国专利（授权公布号CN 101246800 A），公开了采用一次玻璃过渡即完成钨电极和石英管之间的封接，简化了封接工艺。但是过渡玻璃封接技术存在使用火焰加工，封接工艺复杂，严重依赖人工，过渡玻璃封接区的结构强度较差和电极截面积偏小等不足。

名称为“一种软电极内置式脉冲氙灯”的中国专利（授权公布号CN 102592951 B），公开了一种钼箔（或钼筒）封接技术。这种技术存在钼箔（或钼筒）封接的截面积较小，负载电流小，点灯时易出现微漏气现象，不适用于大功率脉冲氙灯。

发明内容

为了克服现有技术中的封接工艺复杂、严重依赖人工、负载电流小的不足，本发明提供一种脉冲氙灯，本发明的另一目的是提供一种脉冲氙灯封接方法，采用活性焊料直接封接工艺的大功率脉冲氙灯。

本发明所采用的技术方案是：

本发明的脉冲氙灯，其特点是，所述的脉冲氙灯为具有外形为圆柱状的对称结构，脉冲氙灯包括石英管、电极、陶瓷环、绝缘胶、不锈钢套筒、均压帽、活性焊料、电极帽、转接头和电缆线。其连接关系是，所述的石英管内两端沿横向中轴线分别设置有电极Ⅰ、电极Ⅱ。电极Ⅰ与电极Ⅱ沿石英管的纵向中轴线左右对称设置。所述的石英管纵向中轴线右端的电极Ⅰ尾部与电极帽、转接头、电缆线沿横向中轴线依次固定连接。石英管两端坡度区外套接陶瓷环，陶瓷环后端套接有不锈钢套筒。石英管两端的尾管区端部外表面通过活性焊料与电极帽焊接，电极帽外部与均压帽固定连接。所述的不锈钢套筒内连通的间隙均填充绝缘胶，绝缘胶与接触的石英管、陶瓷环、不锈钢套筒、均压帽、电极帽、转接头、电缆线表面粘接。所述的石英管、电极、陶瓷环、不锈钢套筒、均压帽、电极帽、转接头和电缆线为同轴心设置。所述的石英管纵向中轴线左端与石英管纵向中轴线右端的结构相同。

所述的电极由电极头和电极杆构成。

所述的电极Ⅰ与电极Ⅱ端部之间的距离范围为200mm～1900mm。

所述的石英管外径的范围为7mm～50mm。

所述的石英管的端口壁厚的范围为1mm～6mm。

所述的电极帽焊接区的壁厚范围为0.05mm～1.0mm。

所述的电极头材料采用铈钨、钇钨、多元复合钨合金中的一种，电极杆材料采用可伐、钼、铌中的一种。

本发明的脉冲氙灯封接方法，依次包括如下步骤：