1、 空心陰極燈的強(qiáng)短脈沖供電電源

與 DC-HCL 或 CP-HCL 供電電源相比，HCMP-HCL 供電電源需要進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，電源要提供微秒寬度的脈沖，峰值工作電流 一般為幾安培，大可到十幾安培。下圖所示為強(qiáng)短脈沖電源示意圖。

強(qiáng)短脈沖供電時(shí)，HCL 工作在大電流狀態(tài)，電流一般為幾安培，對(duì)個(gè)別元素的 HCL，工作電流大可高達(dá)20A。脈沖一般為亞微秒到幾個(gè)微秒寬度，典型值為1. 0?4. 0μs。脈沖頻率為200?1000Hz，在進(jìn)行脈沖頻率對(duì)放電性能影響實(shí)驗(yàn)時(shí)，大脈沖頻率可達(dá)2000Hz。

HCMP-HCL 電源主要由三部分組成：①脈沖輸入以及由三極 管組成的驅(qū)動(dòng)電路；②高壓電路（HV）；③測(cè)量電路，其中Rob1為測(cè)量 HCL 作電流而設(shè)置，R和Rob2形成的旁路則為了測(cè)量 HCL 工作時(shí)的電壓降。

2、 強(qiáng)短脈沖供電空心陰極燈的放電特性

空心陰極燈放電特性曲線表明了 HCL 在工作過程中電壓-電流之間的關(guān)系。處于正常工作狀態(tài)的 HCL，其伏安特性曲線應(yīng)在輝光放電伏安特性曲線的正常輝光放電區(qū)域。下圖所示為 HCL 工作在 CP 和 HCMP 狀態(tài)時(shí)的伏安特性曲線。圖中表明，與 CP 供電方式相比，HCMP 供電時(shí) HCL 獲得了更高的能量，HCMP- HCL 獲得的瞬時(shí)功率要比 CP 狀態(tài)時(shí)大約高102?103倍。高的能量使 HCL 在陰極濺射、粒子碰撞、激發(fā)和發(fā)射的過程具有自己的特點(diǎn)。

HCMP-HCL 的伏安特性曲線有一“平臺(tái)”，表明在 HCL 工作時(shí)的每一個(gè)脈沖內(nèi)，其大工作電壓達(dá)到了 “飽和”狀態(tài)。對(duì) HCL 伏安特性曲線這一“平臺(tái)”的進(jìn)一步研究表明，HCL 工作的大電壓除與陰極材料、工作氣體以及陰極和陽(yáng)極間距有關(guān)外，與 HCMP 高壓電源的大輸出電壓密切相關(guān)。同樣 HCL 在 HCMP 供電時(shí)，伏安特性曲線中“平臺(tái)”的高或低隨電源高壓輸出的升高而升高。這一結(jié)果預(yù)示，目前 HCMP-HCL 電源僅能使 HCL 工作在正常的輝光放電區(qū)域，還未達(dá)到使其“燒毀”的電弧放電區(qū)，同時(shí)也預(yù)示 HCL 的瞬時(shí)功率還可能更高。

相關(guān)研究的結(jié)果還表明，HCMP-HCL 伏安特性曲線受脈沖頻率的影響不大，而脈沖寬度對(duì)伏安曲線的影響也不十分明顯。

3、 強(qiáng)短脈沖供電空心陰極燈的發(fā)射光譜

對(duì) HCMP-HCL 發(fā)射光譜的研究更能直接說明其在原子/離子熒光光譜研究中的重要性和實(shí)用性。黃本立等的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，HCMP-HCL 可發(fā)射強(qiáng)的離子線和原子線；與直流供電相比， 離子線強(qiáng)度的增加可達(dá) IM 倍以上；原子線強(qiáng)度的增加雖比離子線增加幅度稍低，但仍然很可觀。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明，HCMP- HCL 有望成為原子光譜學(xué)研究中的離子線/原子線光源，也有望成為離子熒光光譜、原子熒光光譜研究中廉價(jià)、實(shí)用的激發(fā)光源。

對(duì) HCMP-HCL 發(fā)射光譜的詳細(xì)研究，張紹雨等進(jìn)行了非常有代表性的研究工作。

Eu HCL：上海電光器廠；單色儀出射、入射狹縫：10Mm； PMT 負(fù)高壓：一900V；

PMT 負(fù)載：DC 供電1MC， HCMP 供電50Q； DC 供電電流：6. 0mA； HCMP 供電：

頻率200Hz，脈沖寬度3.03，脈沖電流10A

1—Eu II 372. 494nm； 2—Eu II 381. 967nm； 3—Eu II 390. 048nm；

4—    Eu II 393.048; 5—Eu II 397. 196nm； 6—Eu II 412. 970nm；

7—Eu II 420. 505nm； 8一Eu II 443. 553nm； 9—Eu I 459. 403nm；

10—Eu I 462. 722nm； 11—Eu I 466. 188nm

YHCL：河北衡水寧強(qiáng)光源廠；單色儀出射、入射狹縫：lOfim； PMT 負(fù)高壓：一900V；

PMT負(fù)載：DC供電1MC， HCMP供電50(1；DC供電電流：10.0mA； HCMP 供電：

頻率200Hz，脈沖寬度3. 0^s，脈沖電流16. 7A

1—Y II 371. 030nm; 2—Y Il 377. 433nm； 3—Y II 378. 780nm 4一Y II 383. 288nm；

4—    Y I 407. 738； 6—Y I 410. 238nm; 7—YI 412. 831nm；8—丫 I 414. 285nm；

9—Y II 417. 154nm； 10—Y II 423. 573nm+Y I 423. 594nm； 11—Y II430. 963nm；

12—Y II 437. 494nm； 13—Y I 464. 370nm； 14—Y I 467. 484nm

上面兩圖分別為 Eu、Y 的 HCL 在 HCMP 供電時(shí)的發(fā)射光譜，圖中同時(shí)還列出了同一 HCL 在 DC 供電時(shí)的發(fā)射光譜，以進(jìn)行比較。圖中表明，在370?470nm 的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，DC 供電時(shí) Eu HCL 有3條發(fā)射強(qiáng)度較高的原子線 Eu I 459. 403nm、Eu I 462. 722nm、Eu I 466. 188nm，而離子 線的發(fā)射強(qiáng)度都較弱；HCMP 供電時(shí) Eu HCL 除發(fā)射上述3條原子線外，Eu II 381. 967nm、Eu H 420. 505nm 等離子線的強(qiáng)度都超過了原子線的發(fā)射強(qiáng)度。圖中所示為Y HCL 在 DC 供電、 HCMP 供電時(shí)的發(fā)射光譜，圖中實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Y HCL 在 HCMP 供電時(shí)的發(fā)射光譜也有相當(dāng)?shù)卦鰪?qiáng)，與 Eu HCL 在兩種供電狀態(tài)時(shí)的結(jié)論基本一致。