研發(fā)新型霓虹燈的必要性
     目前,在市場上銷售的霓虹燈,一般都是在選定充入燈內(nèi)的氣體和涂覆熒光粉后,它就只能發(fā)出一種顏色的光,如果希望綜合表達多種顏色,則必須裝置多只不同顏色的霓虹燈管,在同一字母或圖像的前后交叉排列,再通過電源控制系統(tǒng),使不同顏色的霓虹燈輪流點亮,才能達到變色的效果。這樣不僅在藝術(shù)造型上會有所欠缺,而且需要多只霓虹燈管,因此會給安裝工序和控制設備添加很多困難。所以新穎變色霓虹燈的研究和實用化就變得十分迫切。
     研發(fā)新型霓虹燈的可行性分析
     霓虹燈屬于一種冷陰極低氣壓放電燈,在放電管內(nèi)各處電子溫度不同的情況下,陰極一側(cè)的負輝區(qū)由于存在較多高能激發(fā)態(tài)的原子,而在陽極一側(cè)的正柱區(qū)由于存在較多的低能態(tài)的激發(fā)態(tài)原子,所以在兩個不同的區(qū)域會發(fā)出不同的光譜,如果我們能改變放電正柱區(qū)內(nèi)電子的溫度并能夠加以控制,則可以達到改變燈的放電顏色的目的。為良好控制放電管內(nèi)輸入電子的能量和輻射能量,我們試圖通過控制供電脈沖電壓的重復頻率變化來實現(xiàn)對霓虹燈色彩的變化控制。
     當增加脈沖重復頻率時,在下一個脈沖電壓出現(xiàn)之前,處于亞穩(wěn)態(tài)的原子和離子的濃度將增加,這些粒子能使放電在下一個脈沖過程中更為便利。上述現(xiàn)象導致電子溫度不會上升太高,以及由高能態(tài)放出的輻射變得微弱甚至于向外進行輻射。由汞原子和氖原子的可見光譜線和CIE 色度圖可知,汞的譜線范圍約為4 047nm(紫色) 到5 790nm(橘紅色) 。而氖的光譜為6 402nm(橘紅) 到7 032nm(紅色) 。因此,只要將汞和氖的光譜分別處于藍色和紅色區(qū)域,就可以通過改變汞和氖的光譜強度來控制放電管的顏色。當加在放電管上的供電頻率升高后,充有汞和氖氣體的放電管的顏色也會由紅色逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樗{色。由于放電中電子能量的分布是廣泛的,氖原子的輻射總是由高能級之間激發(fā)原子產(chǎn)生,而汞原子的輻射是在較低能級之間受激而輻射的。所以我們可以在不同的條件下獲得汞原子發(fā)出的藍色光,也可以得到氖原子發(fā)出的紅色光。在氖和汞的放電中色彩很少向綠色光變化,當脈沖頻率調(diào)節(jié)到50Hz 時,亮度與CIE 色度坐標之間的關(guān)系